[发明专利]一种蠕变损伤及变形随时间演化行为的预测方法

权利要求书

1.一种蠕变损伤及变形随时间演化行为的预测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，进行不同温度T下的材料高温拉伸试验，得到对应温度下的抗拉强度σ_b；

步骤2，在不同温度下开展不同应力条件下的高温蠕变试验，获得对应的蠕变应变曲线、最小蠕变速率以及蠕变寿命t_f；

步骤3，根据步骤2获得的最小蠕变速率得到不同温度对应的阈值应力σ_th；

步骤4，根据步骤1获得的不同温度下的抗拉强度σ_b和步骤3获得的不同温度下阈值应力σ_th，建立抗拉强度σ_b以及阈值应力σ_th与温度T之间的函数关系；

步骤5，在步骤3得到的阈值应力σ_th、步骤1得到的抗拉强度σ_b基础上，分别建立基于阈值应力σ_th和抗拉强度σ_b的最小蠕变速率及蠕变寿命t_f预测公式，通过预测公式对任意应力温度条件下的最小蠕变速率及蠕变寿命t_f进行预测；

步骤6，基于步骤5建立的最小蠕变速率及蠕变寿命t_f预测公式，建立蠕变损伤本构模型，蠕变损伤本构模型包括应变速率公式和损伤速率公式；

步骤7，确定步骤6建立的蠕变损伤本构模型中的参数；

步骤8，通过求解应变速率公式，得到应变变形随时间的演化行为；通过求解损伤速率公式，得到损伤随时间的演化行为。

2.根据权利要求1所述的蠕变损伤及变形随时间演化行为的预测方法，其特征在于：所述步骤3中，根据步骤2中高温蠕变试验获得的最小蠕变速率数据，利用公式建立同一温度下最小蠕变速率应力σ与阈值应力σ_th之间的关系，式中，A_m为常数；对不同温度进行同样操作，进而得到不同温度对应的阈值应力水平。

3.根据权利要求1所述的蠕变损伤及变形随时间演化行为的预测方法，其特征在于：所述步骤4中，根据步骤1获得的不同温度下的抗拉强度σ_b和步骤3获得的不同温度下阈值应力σ_th，利用多项式进行拟合，从而分别建立抗拉强度σ_b以及阈值应力σ_th与温度T之间的函数关系，即：式中，n为多项式项数，a_i、b_i为拟合参数，i＝0,1,2···,n，一般可取n≤3。

4.根据权利要求1所述的蠕变损伤及变形随时间演化行为的预测方法，其特征在于：所述步骤5中，在步骤3得到的阈值应力σ_th、步骤1得到的抗拉强度σ_b基础上，分别建立基于阈值应力σ_th和抗拉强度σ_b的最小蠕变速率及蠕变寿命t_f预测公式：

式中，A₁、A₂、n₁、n₂为常数，σ_th为阈值应力，σ_b为抗拉强度，σ为施加的应力，T为施加的温度，R为气体常数，为表观激活能；

通过上述两式，能够对任意应力温度条件下的最小蠕变速率及蠕变寿命t_f进行预测。

5.根据权利要求4所述的蠕变损伤及变形随时间演化行为的预测方法，其特征在于：所述步骤5中，表观激活能由以下方法得到：在同一值下，由试验最小蠕变速率的对数ln与温度的倒数1/T之间的线性拟合直线斜率确定。