[發明專利]一種金屬延性斷裂應變計算方法及系統

在審

• 申請號: 202210413223.5
• 申請日: 2022-04-20
• 公開（公告）號: CN114894597A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 馮春健;趙海盛;劉錦昆;蔣習民;李昕;張先鋒;劇鵬鵬;顏斌;劉陽;季文峰;楊東方;彭增利;陳同彥;高文;郭海濤
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化石油工程技術服務有限公司;中石化石油工程設計有限公司
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 韓雪梅

1.一種金屬延性斷裂應變計算方法，其特征在于，包括：

對應力向量在應力空間中進行分解，得到應力參數；

基于待測金屬材料對初始的計算參數進行標定，得到標定的計算參數；

基于所述應力參數得到羅德角，基于所述羅德角得到羅德角參數；

將所述應力空間轉化為應力應變空間，基于所述應力應變空間得到等效塑性應變；

基于所述等效塑性應變和所述標定的計算參數得到應力三軸度；

將應力三軸度、所述標定的計算參數和所述羅德角參數輸入計算模型，得到斷裂應變。

2.根據權利要求1所述的金屬延性斷裂應變計算方法，其特征在于，所述計算參數包括初始冪次應力應變硬化系數、冪次應力應變硬化指數、材料常數、廣義剪切系數和廣義軸拉軸壓系數。

3.根據權利要求2所述的金屬延性斷裂應變計算方法，其特征在于，所述計算模型如下：

式中：ε_f為斷裂應變，A為冪次應力應變硬化系數，n為冪次應力應變硬化指數，m₁、m₂和c為材料常數，羅德角參數，θ為羅德角，c_s為廣義剪切系數，c_ax為廣義軸拉軸壓系數，η為應力三軸度。

4.根據權利要求2所述的金屬延性斷裂應變計算方法，其特征在于，所述廣義軸拉軸壓系數為1。

5.根據權利要求2所述的金屬延性斷裂應變計算方法，其特征在于，基于所述待測金屬材料，采用最小二乘法對所述材料常數和所述廣義剪切系數進行標定。

所述冪次應力應變硬化系數和所述冪次應力應變硬化指數通過對所述待測金屬材料進行拉伸實驗進行標定。

6.根據權利要求3所述的金屬延性斷裂應變計算方法，其特征在于，所述應力三軸度的計算公式如下：

式中：σ_eq為等效應力，σ_eq＝A(ε_eq)ⁿ，ε_eq為等效塑性應變，ε₁、ε₂和ε₃為應力應變空間的三軸應變，為平均應力，I₁為第一不變量，I₁＝σ₁+σ₂+σ₃，σ₁、σ₂和σ₃為應力向量的三軸分量。

7.根據權利要求6所述的金屬延性斷裂應變計算方法，其特征在于，所述計算方法還包括：

基于所述應力參數和羅德角函數對所述羅德角參數進行修正，得到修正羅德角參數，基于所述修正羅德角參數和所述計算模型，得到所述斷裂應變；

所述羅德角函數計算公式如下：

基于下式對所述羅德角參數進行修正：

式中：為羅德角函數，J₂為第二不變量，為修正羅德角參數。

8.一種金屬延性斷裂應變計算系統，其特征在于，包括：

分解模塊，對應力向量在應力空間中進行分解，得到應力參數；

標定模塊，基于待測金屬材料對初始的計算參數進行標定，得到標定的計算參數；

羅德角模塊，基于所述應力參數得到羅德角，基于所述羅德角得到羅德角參數；

轉換模塊，將所述應力空間轉化為應力應變空間，基于所述應力應變空間得到等效塑性應變；

應力模塊，基于所述等效塑性應變和所述標定的計算參數得到應力三軸度；

計算模塊，將應力三軸度、所述標定的計算參數和所述羅德角參數輸入計算模型，得到斷裂應變。