[发明专利]一种基于骨点应力概念的断裂寿命确定方法和系统

说明书

本发明涉及一种基于骨点应力概念的断裂寿命确定方法和系统。本发明提供的基于骨点应力概念的断裂寿命确定方法，通过骨点应力概念将Sdoybrev‑Hayhurst‑Leckie代表应力的断裂准则和Cane代表应力断裂准则进行关联，得到转化模型，并且基于转化模型进行蠕变断裂寿命的预测，能够为两种多轴蠕变断裂准则转化的相互转化奠定理论基础，以避免线性转化带来的多轴蠕变断裂寿命的预测误差，进而达到提高多轴蠕变断裂寿命的预测精度的目的。

技术领域

本发明涉及蠕变断裂寿命检测技术领域，特别是涉及一种基于骨点应力概念的断裂寿命确定方法和系统。

背景技术

多轴蠕变断裂寿命预测是开展高温构件结构完整性评价的基础。多轴蠕变断裂寿命预测需要首先确定待评价材料的多轴应力断裂准则,其中常用的准则有Sdoybrev-Hayhurst-Leckie准则和Cane准则。

在单轴应力作用下，蠕变断裂寿命的预测公式如下：

t_ru＝Mσ^-m (1)

其中t_ru为单轴断裂寿命，M和m分别为系数和应力指数，σ为外加应力。

类比单轴应力作用下的蠕变断裂预测公式(即公式(1))，多轴应力作用下的蠕变断裂预测公式可以表示为：

其中t_rn为多轴断裂寿命，σ_rep为代表应力，通常表示为最大主应力(maximumprincipalstress)和冯﹒米塞斯当量应力(vonMisesequivalentstress) 的某一(线性或乘积形式的)组合。

Sdoybrev-Hayhurst-Leckie准则的代表应力可表示为最大主应力和冯﹒米塞斯当量应力的线性组合作，而Cane准则的代表应力可表示为以上两种应力的乘积。两种代表应力的定义式分别如下：

σ_rep＝ασ_I+(1-α)σ_eq (3)

σ_rep＝σ_eq(σ_I/σ_eq)^γ/m (4)

对Sdoybrev-Hayhurst-Leckie代表应力而言，多轴蠕变断裂性能参数通常用希腊字母α表示，对于Cane代表应力，多轴蠕变断裂性能参数通常用比值γ/m 表示，γ值由多轴应力来测试获得，而m由单轴蠕变测试获得。

为了实现多轴蠕变断裂寿命预测，现有技术只能将公式(3)和公式(4) 的任意一种代表应力带入公式(2)中，以获得多轴应力作用下的蠕变断裂寿命，但是这样会导致检测得到的寿命误差结果不够准确的问题出现。

若单纯的采用线性转化方法，即认为α值与γ/m值相等，则会导致在一些情况下二者的预测结果一致，有些情况下则出现较大偏差的情况。具体而言，一方面，当材料的多轴蠕变断裂寿命接近于最大主应力主控或vonMises当量应力控制时，即α值与γ/m值同时等于0或1时，以上两种代表应力几乎相当；另一方面，当最大主应力主控和vonMises当量应力对多轴蠕变断裂寿命的贡献均不可忽略时，即α值与γ/m值接近0.5时，以上两种代表应力存在明显差异，此时两种代表应力因存在预测误差不能给出一致的多轴蠕变断裂预测结果，进而也会导致不能精确得到多轴蠕变断裂寿命的预测结果。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于骨点应力概念的断裂寿命确定方法和系统，能够达到提高多轴蠕变断裂寿命的预测精度的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：