[發(fā)明專利]考慮數(shù)據(jù)分散性的EIFS疲勞全壽命的預(yù)測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210540618.1
• 申請(qǐng)日: 2022-05-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114999594A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李飛;溫志勛;吳子燕;李振威;裴海清;岳珠峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G16C60/00
• 分類號(hào): G16C60/00;G16C10/00;G06F30/23;G06F17/11;G06F17/18;G01N3/32;G06F111/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京律智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11438
• 代理人: 闞梓瑄

1.一種考慮數(shù)據(jù)分散性的EIFS疲勞全壽命的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括：

對(duì)試件進(jìn)行裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)，獲取所述試件考慮概率分布的長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值和疲勞極限；

根據(jù)所述試件的材料特性獲取所述試件的本征裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值；

根據(jù)所述本征裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值和所述疲勞極限，并結(jié)合與所述試件材料屬性有關(guān)的修正，獲得所述試件的當(dāng)量初始裂紋長(zhǎng)度待積分值；

結(jié)合所述長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值和所述本征裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值，獲取與所述當(dāng)量初始裂紋長(zhǎng)度相關(guān)的疲勞裂紋擴(kuò)展率；

根據(jù)所述當(dāng)量初始裂紋長(zhǎng)度待積分值、所述疲勞極限和所述疲勞裂紋擴(kuò)展率，獲取所述試件的疲勞全壽命。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述本征裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值與長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值滿足如下關(guān)系式：

其中，Z(R)為裂紋張開(kāi)描述方程，R為應(yīng)力比，A和B通過(guò)擬合得到。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述本征裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值與所述彈性模量滿足如下關(guān)系式：

其中，ΔK_th,eff(P)表示滿足一定概率分布的本征裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值，E表示所述試件滿足一定概率分布的的彈性模量，|b|表示所述試件的伯氏矢量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)所述本征裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值和所述疲勞極限，并結(jié)合與所述試件材料屬性有關(guān)的修正，獲得所述試件的當(dāng)量初始裂紋長(zhǎng)度待積分值包括：

根據(jù)所述本征裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值和所述疲勞極限，并結(jié)合與所述試件材料屬性有關(guān)的修正，獲得所述試件的所述當(dāng)量初始裂紋長(zhǎng)度的分布；

根據(jù)所述當(dāng)量初始裂紋長(zhǎng)度的分布，獲得滿足95％存活率和95％置信度的當(dāng)量初始裂紋長(zhǎng)度值確定為所述當(dāng)量初始裂紋長(zhǎng)度待積分值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，與所述試件有關(guān)的修正滿足如下關(guān)系式：

a表示測(cè)量裂紋長(zhǎng)度，表示計(jì)算裂紋長(zhǎng)度；r_p表示所述試件的裂紋尖端塑性區(qū)的長(zhǎng)度；η表示與所述試件材料屬性有關(guān)的修正。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述試件的當(dāng)量初始裂紋長(zhǎng)度的分布滿足如下關(guān)系式：

其中，EIFS_mod(P)表示同一工藝下所述試件的當(dāng)量初始裂紋長(zhǎng)度的分布，ΔK_th,eff(P)表示同一工藝下所述試件的本征裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值的分布，Δσ_e(P)表示同一工藝下所述試件的疲勞極限的分布；表示幾何修正因子。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述疲勞裂紋擴(kuò)展率滿足如下關(guān)系式：

其中，

a為測(cè)量裂紋長(zhǎng)度，N為應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，為疲勞裂紋擴(kuò)展率，m和C通過(guò)擬合得到，ΔK_eq為等效應(yīng)力強(qiáng)度因子的變化范圍，ΔK_th為裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值；

Δk_th,l為長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值，ΔK_th,eff為本征裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，使用韋布爾分布描述ΔK_th,l的離散情況，ΔK_th,l滿足如下關(guān)系式：

其中，P表示滿足韋布爾分布的存活概率，α，β和γ為擬合參數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，對(duì)試件進(jìn)行裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)，獲取所述試件的長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值和疲勞極限包括：

對(duì)所述試件進(jìn)行裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)，獲得所述試件存活率-應(yīng)力幅-壽命曲線，根據(jù)存活率-應(yīng)力幅-壽命曲線獲得所述疲勞極限，

對(duì)所述試件進(jìn)行裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)，獲得所述試件的曲線，ΔK_eq為等效應(yīng)力強(qiáng)度因子的變化范圍，a為測(cè)量裂紋長(zhǎng)度，N為應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，為a-N曲線的斜率；

根據(jù)曲線獲得所述長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值。

10.一種考慮數(shù)據(jù)分散性試件的疲勞全壽命的預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，包括：

第一獲取模塊，用于對(duì)試件進(jìn)行裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)，獲取所述試件的長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值和疲勞極限；

第二獲取模塊，用于根據(jù)所述試件的材料特性獲取所述試件的本征裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值；

第三獲取模塊，用于根據(jù)所述本征裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值和所述疲勞極限，并結(jié)合與所述試件材料屬性有關(guān)的修正，獲得所述試件的當(dāng)量初始裂紋長(zhǎng)度待積分值；

第四獲取模塊，用于結(jié)合所述長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值和所述本征裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值，獲取與所述當(dāng)量初始裂紋長(zhǎng)度相關(guān)的疲勞裂紋擴(kuò)展率；

第五獲取模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)量初始裂紋長(zhǎng)度待積分值、所述疲勞極限和所述疲勞裂紋擴(kuò)展率，獲取所述試件的疲勞全壽命。