[發明專利]考慮厚度和裂紋深度影響的單邊裂紋彎曲試樣的孕育期預測方法

在審

• 申請號: 201711408256.6
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN109960829A
• 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厚度和深度影響的單邊裂紋彎曲試樣的孕育期預測方法，使用單邊裂紋彎曲試樣模型，計算提取孕育期，利用大量模擬數據，擬合公式，提出了單邊裂紋彎曲試樣的孕育期預測方法。本發明的有益效果是:簡化了單邊裂紋彎曲試樣裂紋的孕育期預測步驟。

技術領域

本發明涉及考慮厚度和裂紋深度影響的單邊裂紋彎曲試樣(SENB)的孕育期預測工程臨界評價，或者，就是確定單邊裂紋彎曲試樣(SENB)在含裂紋下時，評價此單邊裂紋彎曲試樣的孕育期。

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。所以，亟需提出一個有效的計算高溫不同構件中孕育期預測模型，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，而提供一種考慮厚度和裂紋深度影響的單邊裂紋彎曲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：

本發明的考慮厚度和裂紋深度影響的單邊裂紋彎曲試樣的孕育期預測方法，包括以下步驟：

步驟1：確定單邊裂紋彎曲試樣的裂紋深度比率a/W、試樣厚度B和應力強度因子K，其中a為裂紋深度，單位為mm，W為試樣寬度，單位為mm，試樣厚度B的單位為mm，應力強度因子K的單位為MPa·mm^1/2；

步驟2：將步驟1中的a/W、B、K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：

優選的，所述單邊裂紋彎曲試樣的工作溫度為600～700℃，優選為650℃。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本本發明公開了一種考慮厚度和深度影響的單邊裂紋彎曲試樣的孕育期預測方法，使用單邊裂紋彎曲試樣模型，計算提取孕育期，利用大量模擬數據，擬合公式，提出了單邊裂紋彎曲試樣的孕育期預測方法。本發明的有益效果是:簡化了單邊裂紋彎曲試樣裂紋的孕育期預測步驟。

附圖說明

圖1所示為本發明的單邊裂紋彎曲試樣的蠕變孕育期預測模型的結構示意圖。

其中:1-單邊裂紋彎曲試樣本體，2-預制裂紋。

圖2所示為本發明的單邊裂紋彎曲試樣的有限元模型示意圖，圖2為圖1中模型的一半。

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。

本發明的考慮厚度和裂紋深度影響的單邊裂紋彎曲試樣的孕育期預測方法，包括以下步驟：