[发明专利]高温铅铋环境下的环境损伤系数确定与疲劳寿命设计方法

权利要求书

1.高温铅铋环境下的环境损伤系数确定与疲劳寿命设计方法，其特征在于，包括：

对构件分别在室温空气环境及不同铅铋环境下进行疲劳试验，获取室温空气环境下的疲劳试验数据以及不同铅铋环境下的疲劳试验数据；

根据所述室温空气环境下的疲劳试验数据建立室温空气环境寿命预测模型；

根据所述不同铅铋环境下的疲劳试验数据，确定铅铋环境损伤系数；所述铅铋环境损伤系数包括不同温度下的铅铋环境损伤系数以及确定温度下不同应变速率的铅铋环境损伤系数；

将所述铅铋环境损伤系数带入空气环境寿命预测模型，建立考虑铅铋环境影响的寿命预测模型；

根据所述考虑铅铋环境影响的寿命预测模型确定考虑铅铋环境影响的疲劳曲线；所述考虑铅铋环境影响的疲劳曲线用于评估铅铋环境下所述构件的环境损伤。

2.根据权利要求1所述的铅铋环境下构件疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述室温空气环境下的疲劳试验的应变幅范围为0.2％至2％；

所述不同铅铋环境下的疲劳试验的氧浓度区间分为高氧和低氧，试验温度范围为150℃至450℃，试验应变速率范围为5×10^-6/s至5×10^-3/s。

3.根据权利要求1所述的铅铋环境下构件疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述室温空气环境寿命预测模型中应变与寿命的函数关系为：

其中，ε_t为总应变范围；a为方程系数；N_f为疲劳寿命；b为第一材料常数；c为第二材料常数。

4.根据权利要求1所述的铅铋环境下构件疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述根据所述不同铅铋环境下的疲劳试验数据，确定铅铋环境损伤系数，具体包括：

设定温度外推因子以及应变速率外推因子；

将350℃作为铅铋环境的标定温度，获取室温空气环境下的疲劳寿命、标定温度下铅铋环境的疲劳寿命、不同温度下铅铋环境的疲劳寿命以及标定温度下的铅铋环境损伤系数；

根据所述室温空气环境下的疲劳寿命以及标定温度下铅铋环境的疲劳寿命确定相同应变幅下室温空气环境下的疲劳寿命与不同氧浓度下铅铋环境的疲劳寿命的第一比值；

利用所述第一比值分别对高氧浓度和低氧浓度进行求取，确定所述第一比值与应变幅之间的幂指数关系；

根据所述标定温度下铅铋环境的疲劳寿命以及所述不同温度下铅铋环境的疲劳寿命确定相同应变幅下不同温度铅铋环境疲劳寿命的第二比值；

根据所述标定温度下的铅铋环境损伤系数以及所述第二比值计算确定温度下的铅铋环境损伤系数；

根据所述确定温度下的铅铋环境损伤系数以及所述幂指数关系确定不同温度下的铅铋环境损伤系数。

5.根据权利要求4所述的铅铋环境下构件疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述根据所述不同铅铋环境下的疲劳试验数据，确定铅铋环境损伤系数，具体包括：

获取标定应变速率下铅铋环境疲劳寿命、标定应变速率下铅铋环境损伤系数以及不同应变速率下铅铋环境疲劳寿命；

确定所述标定应变速率下铅铋环境疲劳寿命与所述不同应变速率下铅铋环境疲劳寿命的第三比值；

根据所述第三比值以及所述标定应变速率下铅铋环境损伤系数计算确定应变速率下的铅铋环境损伤系数；

根据所述确定应变速率下的铅铋环境损伤系数计算确定温度下不同应变速率的铅铋环境损伤系数。

6.根据权利要求1所述的铅铋环境下构件疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述考虑铅铋环境影响的寿命预测模型为：

其中，为任一条件下的铅铋环境疲劳寿命；为室温空气疲劳寿命；F_LBE为铅铋环境损伤系数。

7.高温铅铋环境下的环境损伤系数确定与疲劳寿命设计系统，其特征在于，包括：

疲劳试验数据获取模块，用于对构件分别在室温空气环境及不同铅铋环境下进行疲劳试验，获取室温空气环境下的疲劳试验数据以及不同铅铋环境下的疲劳试验数据；

室温空气环境寿命预测模型建立模块，用于根据所述室温空气环境下的疲劳试验数据建立室温空气环境寿命预测模型；

铅铋环境损伤系数确定模块，用于根据所述不同铅铋环境下的疲劳试验数据，确定铅铋环境损伤系数；所述铅铋环境损伤系数包括不同温度下的铅铋环境损伤系数以及确定温度下不同应变速率的铅铋环境损伤系数；

考虑铅铋环境影响的寿命预测模型建立模块，用于将所述铅铋环境损伤系数带入空气环境寿命预测模型，建立考虑铅铋环境影响的寿命预测模型；

疲劳曲线确定模块，用于根据所述考虑铅铋环境影响的寿命预测模型确定考虑铅铋环境影响的疲劳曲线；所述考虑铅铋环境影响的疲劳曲线用于评估铅铋环境下所述构件的环境损伤。