[發明專利]一種預測材料蠕變曲線的方法

有效

• 申請號: 201711483312.2
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108256179B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 尚麗娟;鮑識同;于興福
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 周智博;宋鐵軍

一種預測材料蠕變曲線的方法，該方法采用如下兩種方法之一：第一種方法包括以下步驟：根據《GB/T2039?2012金屬材料單軸拉伸蠕變試驗方法》，在擬預測溫度及應力下測定拉伸蠕變曲線，第二種方法：本方法同樣適用于通過測試一定應力、不同溫度下的拉伸蠕變曲線預測相同應力其它溫度下的拉伸蠕變曲線，本發明揭示了蠕變曲線模型中，主要描述蠕變第一階段組成項參數、在蠕變進入穩態階段以后基本不變的事實，采用多點加權方式確定參數，進一步提高蠕變曲線的預測精度。

技術領域

本發明屬于材料高溫力學性能研究領域，涉及一種材料蠕變曲線的預測方法。

背景技術

蠕變曲線反映材料的蠕變性能特征和蠕變失效過程，準確預測材料的蠕變曲線對于研究材料的蠕變行為、蠕變機制、預測材料蠕變壽命，加快研究開發高性能耐熱材料步伐意義重大。多年來，許多學者對表征材料蠕變曲線的模型進行了研究，并努力探索蠕變曲線的預測方法。

上世紀八十年代，Evans RW和Wilshire B等人基于時間硬化和應變硬化原理提出了描述蠕變曲線的θ影射法，其模型為：

式中：ε為應變，t為時間，θ_j(j＝1，2，3，4)為參數，可通過對相關實測數據分析獲得。表達了蠕變硬化過程，主要描述蠕變的第一階段；表達了蠕變軟化過程，主要描述蠕變的第三階段。用θ影射法進行蠕變曲線預測時，可采用相同溫度、不同應力或相同應力、不同溫度蠕變曲線擬合θ方程參數外推，并通過以下公式實現。

相同溫度、不同應力θ參數經驗公式：

lgθ_j＝a_j+b_jσ(j＝1，2，3，4) (2)

相同應力、不同溫度θ參數經驗公式：

lgθ_j＝a_j+b_jT(j＝1，2，3，4) (3)

運用θ方程能較好地反映蠕變第一階段和第二階段，而與蠕變第三階段偏差很大。日本Maruyama K 和Oikawa H等人對θ方程進行了改進，提出修正θ方程：

修正θ方程與θ方程相比，參數少，能相對精確地反映蠕變第三階段，但蠕變第一階段誤差較大，以至對一些蠕變曲線難以表達。因此，應用θ方程和修正θ方程預測蠕變曲線以及預測蠕變壽命很難達到理想效果。日本學者伊津野仁史等人針對單晶鎳基合金，提出復函數形式，包含9個參數在內，由三項式組成的蠕變曲線模型，見“Ni基超合金のためのクリープ構成式の因子分析”.日本金屬學會志第71卷第 2號(2007)223-225。該模型結構復雜，參數多，預測蠕變曲線難度大，且需要大量的實驗。申請號為 201510239105.7的專利“一種預測高溫材料蠕變壽命的加速試驗法”提出：通過對快速蠕變試驗數據分析處理，外推高溫材料蠕變壽命的方法，該方法簡單快捷，但操作中主要靠人工判斷蠕變第二、第三階段起始點，精度有限，同時，無法了解蠕變過程。

近年來，人們又提出一些表達蠕變曲線的新模型，如冪指數模型式中：ε為應變，t為時間，δ_j(j＝1，2，3，4)為待定參數。該模型能很好地描述各種材料的蠕變曲線，但目前尚無確定參數δ₁、δ₂的方法，而擬合蠕變曲線方程參數對試驗條件敏感，簡單利用參數經驗公式外推基本誤差無法控制，難以保證預測精度。

發明內容：

發明目的：