不同应力比下材料疲劳门槛值的预测方法
【专利摘要】本发明公开了不同应力比下材料疲劳门槛值的预测方法，先根据不同应力比下疲劳裂纹扩展数据推导疲劳门槛值的预测模型，再基于应力比为0.9下的疲劳门槛值实现对任意应力比下的疲劳门槛值的预测，其具体步骤为：⑴ΔK转换为ΔK(0)，根据Kwofie模型，将任意应力比下的ΔK转换为应力比为0时的等效值ΔK(0)；⑵拟合参数⑶确定A(R)和B(R)，建立ΔK(R)同ΔK(0.9)的关系；⑷根据ΔKth(0.9)预测疲劳门槛值。本发明仅需通过获得R=0.9的疲劳门槛值，就可根据预测模型实现对各种应力比下疲劳门槛值的预测；所述预测模型仅同应力比有关，形式简单，参数较少，可显著节约试验用材、时间和成本，提高工作效率；模型用于预测同一类材料不同工艺状态的疲劳门槛值十分有效。
【专利说明】不同应力比下材料疲劳门槛值的预测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于疲劳裂纹扩展【技术领域】，涉及材料在不同应力比下疲劳裂纹扩展门槛值的预测方法。
【背景技术】
[0002]在疲劳裂纹扩展研究中，疲劳裂纹扩展门槛值(Λ Kth)是裂纹是否扩展的量度。工程中一般规定疲劳裂纹扩展速率da/dN为IX KTmm/cyc时对应的应力强度范围Λ K为疲劳门槛值。门槛值的大小代表着材料(结构或元件)抵抗裂纹扩展的能力。在结构损伤容限设计中，门槛值是必需的材料性能参数，它对结构寿命的预测和结构的优化设计具有重要意义。GB/T6398-2000《金属材料疲劳裂纹扩展速率试验方法》给出了试验测量的程序并提供了简易确定疲劳门槛值的方法。中国专利申请201310419709.0“一种测量金属材料疲劳裂纹扩展门槛值的简易方法”公开了结合文献数据和试验数据测量疲劳门槛值的方法。
[0003]现有的标准和专利技术仅是针对单一应力比条件而言的。而对于多应力比条件而言，其测量程序复杂、繁琐、试验工作量大。在工程实际中，对同一种材料往往会进行多种热处理来满足不同性能的要求，对这一类材料的疲劳门槛值测试就更加耗时、也不经济。因此，研究一种能够预测疲劳门槛值的方法是非常有必要的。在不同应力比下疲劳裂纹扩展是具有内在的规律性的，在掌握这些规律的情况下，若能基于某一应力比对应的数据来预测任意应力比下的疲劳门槛值，就可大大减少试验时间、节约成本。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决上述问题，结合近门槛值区疲劳裂纹扩展的机理，提供一种不同应力比下材料疲劳门槛值的预测方法，仅需通过获得R=0.9的疲劳门槛值，就可根据建立的预测模型，解决同一类材料在多种应力比下疲劳门槛值的预测问题，可明显节约试验用材、时间和成本，提高工作效率。
[0005]为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。
[0006]一种不同应力比下材料疲劳门槛值的预测方法，其特征是，先根据不同应力比下疲劳裂纹扩展数据建立疲劳门槛值的预测模型，再基于应力比为0.9下的疲劳门槛值，实现对任意应力比下的疲劳门槛值的预测，其具体步骤如下:
[0007](I) Λ K 转换为 Λ Κ(。)
[0008]根据Kwofie模型，将任意应力比下的Λ K转换为应力比为O时的等效值ΛΚ((Ι)，所述等效值Λ Kftl)应符合如下关系:
【权利要求】
1.不同应力比下材料疲劳门槛值的预测方法，其特征在于，先根据不同应力比下疲劳裂纹扩展数据建立疲劳门槛值的预测模型，再基于应力比为0.9下的疲劳门槛值，实现对任意应力比下的疲劳门槛值的预测，其具体步骤如下: (I)ΛΚ 转换为 ΛΚ(0) 根据Kwofie模型，将任意应力比下的Λ K转换为应力比为O时的等效值ΛΚ(。)，所述等效值Λ Kw应符合如下关系:
【文档编号】G01N3/00GK103940663SQ201410129662
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】朱明亮, 轩福贞, 杜彦楠, 李煜佳, 涂善东 申请人:华东理工大学