[發明專利]一種考慮動態應變時效的熱機多軸應力應變關系確定方法

有效

• 申請號: 201711488492.3
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108254250B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 尚德廣;李道航;薛龍;劉小冬;崔進;王靈婉;李羅金
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種考慮動態應變時效的熱機多軸應力應變關系確定方法，其特征在于：該方法的實現步驟如下，

步驟(1)：確定基本參數，讀取熱機多軸應變歷程，將背應力偏量χ'和各向同性硬化參數R賦值為0；

步驟(2)：利用胡克定律計算應力率張量，計算公式為：

其中，為應力率張量，為彈性應變率張量，E為楊氏模量，v為泊松比，I為二階單位張量，tr為跡；

并通過累計應力率張量更新應力張量σ；

步驟(3)：利用屈服準則判斷步驟(2)算得的應力張量是否進入非彈性階段，屈服準則f為：

f＝J(σ-χ)-R-k

其中，χ為背應力張量，J(σ-χ)為vonMises等效應力，k為初始屈服應力；

如果f＜0，則還在彈性階段，按照步驟(5)進行下一步計算；

如果f≥0，則進入非彈性階段，按照步驟(4)進行下一步計算；

步驟(4)：利用步驟(3)算得的屈服準則的值，計算累積非彈性應變率，計算公式為：

其中，為累積非彈性應變率，Z和n為粘性行為相關參數；

根據算得的累積非彈性應變率，計算非彈性應變率張量計算公式為：

其中，為非彈性應變率張量，σ'為應力偏量，χ'為背應力偏量；

根據算得的非彈性應變率張量計算彈性應變率張量，

其中，為總應變率張量；

根據算得的累積非彈性應變率和非彈性應變率張量，計算背應力率偏量，計算公式為：

其中，為背應力率偏量，χ'為背應力偏量，m為背應力偏量χ'演化階段的個數，j為階段數，a_j為第j階段背應力偏量χ′_j的飽和值，C_j為第j階段背應力偏量χ′_j趨向飽和值a_j的速度，L為動態應變時效影響因子；

并通過累計背應力率偏量更新背應力偏量χ'；

根據算得的累積非彈性應變率，計算各向同性硬化參數率，計算公式為：

其中，為各向同性硬化參數率，R為各向同性硬化參數，Q為各向同性硬化參數R的飽和值，b為各向同性硬化參數R趨向飽和值Q的速度；

并通過累計各向同性硬化參數率更新各向同性硬化參數R；

步驟(5)：判斷加載是否完成，判斷準則為：檢查熱機多軸應變歷程是否讀取完畢，

如果未讀取完畢，則加載未完成，重復步驟(2)到步驟(5)；

如果已讀取完畢，則加載已完成，獲得考慮動態應變時效影響的熱機多軸應力應變關系。

2.根據權利要求1所述的一種考慮動態應變時效的熱機多軸應力應變關系確定方法，其特征在于：所述步驟(4)計算背應力率偏量的公式中，選擇動態應變時效影響因子L作為考慮熱機多軸應力應變關系中動態應變時效影響的參量。

3.根據權利要求1所述的一種考慮動態應變時效的熱機多軸應力應變關系確定方法，其特征在于：在熱機多軸加載下，以下材料參數能夠擬合成關于溫度的函數便于數值計算，包括楊氏模量E，泊松比v，粘性行為相關參數Z和n，第j階段背應力偏量χ′_j的飽和值a_j，第j階段背應力偏量χ′_j趨向飽和值a_j的速度C_j，各向同性硬化參數R的飽和值Q，各向同性硬化參數R趨向飽和值Q的速度b。