[发明专利]镍基单晶高温合金蠕变模型参数确定与蠕变寿命预测方法

权利要求书

1.一种镍基单晶高温合金蠕变模型参数确定方法，其特征在于，包括：

提供一目标试验件；

对所述目标试验件在预设温度下进行多次蠕变试验，获取多次蠕变试验的试验数据；

根据所述试验数据确定蠕变曲线；

根据所述蠕变曲线确定不同应力条件下稳态蠕变阶段的蠕变速率；

根据所述蠕变速率、晶体塑性理论，通过拟合确定所述预设温度下的蠕变模型参数。

2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，对所述目标试验件在预设温度下进行多次蠕变试验，包括：

对所述目标试验件在预设温度下进行至少三种以上不同应力的蠕变试验。

3.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，根据所述试验数据确定蠕变曲线，包括：

以时间为横坐标，应变为纵坐标，确定蠕变曲线。

4.根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于，根据所述蠕变曲线确定不同应力条件下稳态蠕变阶段的蠕变速率，包括：

选取稳态蠕变阶段试验曲线，将曲线对时间求导，确定每种不同应力条件下稳态蠕变阶段的蠕变速率。

5.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，根据所述蠕变速率、晶体塑性理论，通过拟合确定所述预设温度下的蠕变模型参数，包括：

根据晶体塑性理论中公式：

其中，为蠕变速率，Q为激活能，R为气体常数，T为绝对温度，τ^α为滑移系α的分切应力，A为第一蠕变参数，n为第二蠕变参数；

上述公式两边取ln，得：

通过移项，得：

其中，已知ln(τ^α)，将作为y轴，ln(τ^α)作为x轴，令y＝ax+b并通过拟合得到该温度下的温度相关的第一蠕变参数A和第二蠕变参数n。

6.根据权利要求5所述的确定方法，其特征在于，令y＝ax+b并通过拟合得到该温度下的温度相关的第一蠕变参数A和第二蠕变参数n，包括：

令y＝ax+b并通过在函数绘图软件中拟合得到该温度下的温度相关的第一蠕变参数A和第二蠕变参数n。

7.一种镍基单晶高温合金的蠕变寿命预测方法，其特征在于，包括：

通过权利要求1-6任一项所述的镍基单晶高温合金蠕变模型参数的确定方法确定蠕变参数；

确定蠕变本构模型；

根据蠕变参数与蠕变本构模型确定蠕变寿命。

8.根据权利要求7所述的预测方法，其特征在于，所述蠕变本构模型为单参数蠕变本构模型：

其中，为初始损伤率，τ^α为滑移系α的分切应力，β₀为第一参数，τ_c为临界分切应力，χ为第二参数，φ为第三参数，为蠕变剪应变率，为稳态蠕变率。

9.根据权利要求7所述的预测方法，其特征在于，所述蠕变本构模型为双参数蠕变本构模型，双参数蠕变损伤本构模型为：

其中和分别为初始蠕变率和初始损伤率，n为第二蠕变参数，m为第四参数，C为第五参数，P为第六参数，为空洞损伤，S为材质劣化，为材质劣化程度，r取1。

10.根据权利要求9所述的预测方法，其特征在于，总的损伤D为：

当D达到1时将发生蠕变断裂。