[發明專利]考慮拘束的中心裂紋拉伸試樣的孕育期預測方法

在審

• 申請號: 201711405047.6
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN109960819A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 徐連勇;鄔棟權;荊洪陽;韓永典;趙雷;呂小青
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發明公開了一種考慮拘束的中心裂紋拉伸試樣的孕育期預測模型和方法，本發明利用大量模擬數據，擬合公式，提出了中心裂紋拉伸試樣的孕育期預測方法。本發明的有益效果是:簡化了中心裂紋拉伸試樣的孕育期預測方法，并且考慮拘束參量，預測數據更加準確可靠。

技術領域

本發明涉及考慮拘束影響的中心裂紋拉伸試樣(MT)的孕育期預測工程臨界評價，或者，就是確定中心裂紋拉伸試樣(MT)在含裂紋下時，評價此中心裂紋拉伸試樣的孕育期。

背景技術

高溫環境下服役的部件設備，在生產和服役的過程中難免會產生各種缺陷。蠕變裂紋的萌生和擴展是含缺陷高溫構件的一個主要失效機制，并導致其在設計壽命之前失效。而蠕變裂紋的孕育期在高溫部件的服役壽命中占有很大比重，為了確保高溫環境下服役的部件的可靠性，對蠕變裂紋孕育期的研究也就顯得愈加重要。蠕變萌生定義為顯微裂紋(或孔洞)首次連接形成主要裂紋的時間。而孔洞和顯微裂紋的產生和長大連接過程稱為損傷。大量的理論和實驗證明，蠕變裂紋萌生以及擴展是造成服役管道失效的主要原因。

國外學者提出了基于韌性耗散模型改進后的孕育期預測模型，該模型考慮了在不同應力狀態下所發生的蠕變萌生。但是該預測模型的應用涉及大量復雜計算過程和具有一定保守性，對于實際的構件的應用還有一定局限。而且結構的拘束效應對孕育期的影響并未得到研究；近些年來科研人員對于拘束效應對蠕變裂紋擴展的影響進行了大量的研究。拘束效應廣泛的存在于加工制造的高溫部件中，并且對部件的服役壽命造成了重大影響。所以，亟需提出一個有效的計算高溫不同構件中考慮拘束影響的孕育期預測模型，以簡化工程應用。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供一種考慮拘束的中心裂紋拉伸試樣的孕育期預測方法。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是：

本發明的考慮拘束的中心裂紋拉伸試樣的孕育期預測方法，包括以下步驟：

步驟1：確定中心裂紋拉伸試樣的拘束參量Q*、應力強度因子K，其中：Q*為無量綱參數，K的單位為MPa·mm^1/2；

步驟2：將步驟1中的Q*、K代入代入下述關系式式(I)中，計算得到孕育期t_i，其中t_i的單位為h：

(I)中：A₂＝21236356K^-3.43846

(I)中：B₂＝0.000108629+0.0000117577K。

優選的，所述中心裂紋拉伸試樣的為600～700℃，優選為650℃。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明公開了一種考慮拘束的中心裂紋拉伸試樣的孕育期預測模型和方法，本發明利用大量模擬數據，擬合公式，提出了中心裂紋拉伸試樣的孕育期預測方法。本發明的有益效果是:簡化了中心裂紋拉伸試樣的孕育期預測方法，并且考慮拘束參量，預測數據更加準確可靠。

附圖說明

圖1所示為本發明的中心裂紋拉伸試樣的蠕變孕育期預測模型的結構示意圖。

其中：1-試樣本體，2-上孔，3-下孔，4-預制裂紋。

圖2所示為本發明的中心裂紋拉伸試樣的有限元模型示意圖。圖2為圖1中結構的四分之一。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。本實施例選取P92高溫耐熱鋼。