[發(fā)明專利]考慮厚度和裂紋深度影響的單邊裂紋拉伸試樣的孕育期預(yù)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711408257.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109960830A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐連勇;鄔棟?rùn)?quán);荊洪陽(yáng);韓永典;趙雷;呂小青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發(fā)明公開(kāi)了一種考慮厚度和深度影響的單邊裂紋拉伸試樣的孕育期預(yù)測(cè)方法，使用單邊裂紋拉伸試樣模型，計(jì)算提取孕育期，利用大量模擬數(shù)據(jù)，擬合公式，提出了單邊裂紋拉伸試樣的孕育期預(yù)測(cè)方法。本發(fā)明的有益效果是:簡(jiǎn)化了單邊裂紋拉伸試樣的孕育期預(yù)測(cè)計(jì)算步驟。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及考慮厚度和裂紋深度影響的單邊裂紋拉伸試樣(SENT)的孕育期預(yù)測(cè)工程臨界評(píng)價(jià)，或者，就是確定單邊裂紋拉伸試樣(SENT)在含裂紋下時(shí)，評(píng)價(jià)此單邊裂紋拉伸試樣的孕育期。

背景技術(shù)

高溫環(huán)境下服役的部件設(shè)備，在生產(chǎn)和服役的過(guò)程中難免會(huì)產(chǎn)生各種缺陷。蠕變裂紋的萌生和擴(kuò)展是含缺陷高溫構(gòu)件的一個(gè)主要失效機(jī)制，并導(dǎo)致其在設(shè)計(jì)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(huán)境下服役的部件的可靠性，對(duì)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(shí)間。而孔洞和顯微裂紋的產(chǎn)生和長(zhǎng)大連接過(guò)程稱為損傷。大量的理論和實(shí)驗(yàn)證明，蠕變裂紋萌生以及擴(kuò)展是造成服役管道失效的主要原因。

國(guó)外學(xué)者提出了基于韌性耗散模型改進(jìn)后的孕育期預(yù)測(cè)模型，該模型考慮了在不同應(yīng)力狀態(tài)下所發(fā)生的蠕變萌生。但是該預(yù)測(cè)模型的應(yīng)用涉及大量復(fù)雜計(jì)算過(guò)程和具有一定保守性，對(duì)于實(shí)際的構(gòu)件的應(yīng)用還有一定局限。所以，亟需提出一個(gè)有效的計(jì)算高溫不同構(gòu)件中孕育期預(yù)測(cè)模型，以簡(jiǎn)化工程應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種考慮厚度和裂紋深度影響的單邊裂紋拉伸試樣的孕育期預(yù)測(cè)方法。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的考慮厚度和裂紋深度影響的單邊裂紋拉伸試樣的孕育期預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟1：確定單邊裂紋拉伸試樣的裂紋深度比率a/W、試樣厚度B、應(yīng)力強(qiáng)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(yīng)力強(qiáng)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(guān)系式式(I)中，計(jì)算得到孕育期t_i，其中t_i的單位為h：

(I)中：

優(yōu)選的,所述單邊裂紋拉伸試樣的溫度為600～700℃，優(yōu)選為650℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明公開(kāi)了一種考慮厚度和深度影響的單邊裂紋拉伸試樣的孕育期預(yù)測(cè)方法，使用單邊裂紋拉伸試樣模型，計(jì)算提取孕育期，利用大量模擬數(shù)據(jù)，擬合公式，提出了單邊裂紋拉伸試樣的孕育期預(yù)測(cè)方法。本發(fā)明的有益效果是:簡(jiǎn)化了單邊裂紋拉伸試樣的孕育期預(yù)測(cè)步驟。

附圖說(shuō)明

圖1所示為本發(fā)明的單邊裂紋拉伸試樣的蠕變?cè)杏陬A(yù)測(cè)模型的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1-模型本體，2-上孔，3-下孔，4-預(yù)制裂紋。

圖2所示為本發(fā)明的單邊裂紋拉伸試樣的有限元模型示意圖(圖1中模型的一半)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本實(shí)施例選取P92高溫耐熱鋼。

本發(fā)明的考慮厚度和裂紋深度影響的單邊裂紋拉伸試樣的孕育期預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：