[發明專利]一種材料疲勞裂紋擴展行為的簡捷評估方法及系統

有效

• 申請號: 202110609180.3
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113361092B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 朱明亮;軒福貞;莊彬彬;朱剛;王宇超
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/02;G06F119/04
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陶玉龍;陸嘉

1.一種材料疲勞裂紋擴展行為的簡捷評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、獲取指定應力比R₀下的基準疲勞裂紋擴展曲線；

步驟S2、根據基準疲勞裂紋擴展曲線的轉折點，獲取任意一應力比R下的疲勞裂紋擴展曲線的轉折點的應力強度因子范圍ΔK_T(R)；

步驟S3、獲取Paris區的預測曲線；

步驟S4、將步驟S2的應力比R下的轉折點的應力強度因子范圍ΔK_T(R)，代入步驟S3的Paris區的預測曲線，獲取疲勞裂紋擴展曲線的轉折點的擴展速率(da/dN)_T(R)；

步驟S5、根據基準疲勞裂紋擴展曲線的疲勞門檻值，獲取應力比R下的疲勞裂紋擴展曲線的疲勞門檻值ΔK_th(R)；

步驟S6、將步驟S5所得的應力比R下的疲勞門檻值點與步驟S2所得的應力比R下的轉折點相連接，獲得近門檻值區的評估曲線；

步驟S7、結合步驟S3所得的Paris區的預測曲線和步驟S6所得的近門檻值區的評估曲線，以步驟S2和步驟S4所得的應力比R下的轉折點坐標為界限，獲得應力比R下的疲勞裂紋擴展曲線，進行疲勞裂紋擴展行為的預測評估；

其中，所述步驟S2中，任意一應力比R下的疲勞裂紋擴展曲線的轉折點的應力強度因子范圍ΔK_T(R)，對應的表達式為：

其中，ΔKT_(0.9)為基準疲勞裂紋擴展曲線的轉折點的應力強度因子范圍；

所述步驟S3中Paris區的預測曲線，對應的表達式為：

(da/dN)＝C₀(exp(αR)ΔK)^m；

其中，α為與材料相關的常數，C₀為基準疲勞裂紋擴展曲線的相關系數，m為基準疲勞裂紋擴展曲線的冪律指數，ΔK為應力強度因子范圍；

所述步驟S5中疲勞門檻值ΔK_th(R)，對應的表達式為：

其中，ΔK_th(R0)為基準疲勞裂紋擴展曲線的疲勞門檻值；

A(R)為與應力比R相關的第一參數；

B(R)為與應力比R相關的第二參數。

2.根據權利要求1所述的材料疲勞裂紋擴展行為的簡捷評估方法，其特征在于：

所述步驟S1中，指定應力比R₀下的基準疲勞裂紋擴展曲線，為應力比R₀＝0.9下的疲勞裂紋擴展曲線。

3.根據權利要求2所述的材料疲勞裂紋擴展行為的簡捷評估方法，其特征在于，

所述步驟S5中疲勞門檻值ΔK_th(R)，對應的表達式為：

其中，ΔK_th(0.9)為基準疲勞裂紋擴展曲線的疲勞門檻值；

A(R)＝0.14+0.24R²+0.83R³；

B(R)＝0.9-R。

4.根據權利要求1所述的材料疲勞裂紋擴展行為的簡捷評估方法，其特征在于，所述疲勞門檻值ΔK_th，是指疲勞裂紋擴展速率da/dN為1×10^-7mm/cyc時，對應的應力強度因子范圍值。

5.一種材料疲勞裂紋擴展行為的簡捷評估系統，包括：

存儲器，用于存儲可由處理器執行的指令；

處理器，用于執行所述指令以實現如權利要求1-4任一項所述的方法。

6.一種計算機可讀介質，其上存儲有計算機指令，其中當計算機指令被處理器執行時，執行如權利要求1-4任一項所述的方法。