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不同應力比下材料疲勞門檻值的預測方法
【專利摘要】本發明公開了不同應力比下材料疲勞門檻值的預測方法，先根據不同應力比下疲勞裂紋擴展數據推導疲勞門檻值的預測模型，再基于應力比為0.9下的疲勞門檻值實現對任意應力比下的疲勞門檻值的預測，其具體步驟為：⑴ΔK轉換為ΔK(0)，根據Kwofie模型，將任意應力比下的ΔK轉換為應力比為0時的等效值ΔK(0)；⑵擬合參數⑶確定A(R)和B(R)，建立ΔK(R)同ΔK(0.9)的關系；⑷根據ΔKth(0.9)預測疲勞門檻值。本發明僅需通過獲得R=0.9的疲勞門檻值，就可根據預測模型實現對各種應力比下疲勞門檻值的預測；所述預測模型僅同應力比有關，形式簡單，參數較少，可顯著節約試驗用材、時間和成本，提高工作效率；模型用于預測同一類材料不同工藝狀態的疲勞門檻值十分有效。
【專利說明】不同應力比下材料疲勞門檻值的預測方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于疲勞裂紋擴展【技術領域】，涉及材料在不同應力比下疲勞裂紋擴展門檻值的預測方法。
【背景技術】
[0002]在疲勞裂紋擴展研究中，疲勞裂紋擴展門檻值(Λ Kth)是裂紋是否擴展的量度。工程中一般規定疲勞裂紋擴展速率da/dN為IX KTmm/cyc時對應的應力強度范圍Λ K為疲勞門檻值。門檻值的大小代表著材料(結構或元件)抵抗裂紋擴展的能力。在結構損傷容限設計中，門檻值是必需的材料性能參數，它對結構壽命的預測和結構的優化設計具有重要意義。GB/T6398-2000《金屬材料疲勞裂紋擴展速率試驗方法》給出了試驗測量的程序并提供了簡易確定疲勞門檻值的方法。中國專利申請201310419709.0“一種測量金屬材料疲勞裂紋擴展門檻值的簡易方法”公開了結合文獻數據和試驗數據測量疲勞門檻值的方法。
[0003]現有的標準和專利技術僅是針對單一應力比條件而言的。而對于多應力比條件而言，其測量程序復雜、繁瑣、試驗工作量大。在工程實際中，對同一種材料往往會進行多種熱處理來滿足不同性能的要求，對這一類材料的疲勞門檻值測試就更加耗時、也不經濟。因此，研究一種能夠預測疲勞門檻值的方法是非常有必要的。在不同應力比下疲勞裂紋擴展是具有內在的規律性的，在掌握這些規律的情況下，若能基于某一應力比對應的數據來預測任意應力比下的疲勞門檻值，就可大大減少試驗時間、節約成本。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于解決上述問題，結合近門檻值區疲勞裂紋擴展的機理，提供一種不同應力比下材料疲勞門檻值的預測方法，僅需通過獲得R=0.9的疲勞門檻值，就可根據建立的預測模型，解決同一類材料在多種應力比下疲勞門檻值的預測問題，可明顯節約試驗用材、時間和成本，提高工作效率。
[0005]為實現上述目的，本發明采取了以下技術方案。
[0006]一種不同應力比下材料疲勞門檻值的預測方法，其特征是，先根據不同應力比下疲勞裂紋擴展數據建立疲勞門檻值的預測模型，再基于應力比為0.9下的疲勞門檻值，實現對任意應力比下的疲勞門檻值的預測，其具體步驟如下:
[0007](I) Λ K 轉換為 Λ Κ(。)
[0008]根據Kwofie模型，將任意應力比下的Λ K轉換為應力比為O時的等效值ΛΚ((Ι)，所述等效值Λ Kftl)應符合如下關系:
【權利要求】
1.不同應力比下材料疲勞門檻值的預測方法，其特征在于，先根據不同應力比下疲勞裂紋擴展數據建立疲勞門檻值的預測模型，再基于應力比為0.9下的疲勞門檻值，實現對任意應力比下的疲勞門檻值的預測，其具體步驟如下: (I)ΛΚ 轉換為 ΛΚ(0) 根據Kwofie模型，將任意應力比下的Λ K轉換為應力比為O時的等效值ΛΚ(。)，所述等效值Λ Kw應符合如下關系:

【文檔編號】G01N3/00GK103940663SQ201410129662
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月1日 優先權日:2014年4月1日
【發明者】朱明亮, 軒福貞, 杜彥楠, 李煜佳, 涂善東 申請人:華東理工大學