一种材料疲劳性能评价的方法及装置与流程

本申请涉及材料，特别涉及一种材料疲劳性能评价的方法及装置。

背景技术：

1、应力疲劳寿命曲线，即s-n曲线，是用名义应力法预测结构件疲劳寿命的主要依据之一，也是评价材料疲劳性能的主要依据之一。通常，用s-n曲线的表达式来作为表征材料的疲劳性能的好坏。

2、现有技术中，为了比较不同材料的疲劳性能，或者比较相同材料不同条件下的疲劳性能，如不同温度时，需要将多条s-n曲线绘制出，并在同一张图中进行观察、比较和评价。但当待评价的对象较多或想要评价统一对象在多种条件下的疲劳性能时，一张图上存在繁复的多条s-n曲线，还需从每条s-n曲线中人为找出需要评价的部分。该方法在面对多对象、多条件评价时不够方便、效率低。因此，亟需一种方法来便捷、高效地评价材料的疲劳性能。

技术实现思路

1、基于上述问题，本申请提供了一种材料疲劳性能评价的方法及装置，以便捷、高效地评价材料的疲劳性能。

2、本申请公开了一种材料疲劳性能评价的方法，所述方法包括：

3、构建两参数应力疲劳寿命模型；

4、通过所述两参数应力疲劳寿命模型，分别获取目标材料的疲劳抗力系数和理论疲劳极限；

5、分别绘制所述疲劳抗力系数与预设条件参数之间的第一关系曲线，所述理论疲劳极限与所述预设条件参数之间的第二关系曲线；

6、根据所述目标材料的寿命设计，选择所述第一关系曲线或所述第二关系曲线，对所述目标材料的疲劳性能进行评价。

7、可选的，所述构建两参数应力疲劳寿命模型，包括：

8、将材料的应变范围分为未造成材料损伤的疲劳损伤极限，和造成材料损伤的损伤应变范围；根据所述损伤应变范围为所述应变范围与所述疲劳损伤极限的差值；

9、根据应变疲劳寿命与所述损伤应变范围之间的幂函数关系，和弹性范围内应力与应变的关系，得到两参数应力疲劳寿命模型。

10、可选的，所述通过所述两参数应力疲劳寿命模型，分别获取目标材料的疲劳抗力系数和理论疲劳极限，包括：

11、绘制所述目标材料的应力疲劳寿命s-n曲线；

12、通过所述两参数应力疲劳寿命模型对所述s-n曲线进行线性回归，分别得到疲劳抗力系数拟合值和理论疲劳极限拟合值，作为所述疲劳抗力系数和所述理论疲劳极限。

13、可选的，所述根据所述目标材料的寿命设计，选择所述第一关系曲线或所述第二关系曲线，对所述目标材料的疲劳性能进行评价，包括：

14、当所述目标材料的寿命设计为有限时，选择所述第一关系曲线对所述目标材料的疲劳性能进行评价；

15、当所述目标材料的寿命设计为无限时，选择所述第二关系曲线对所述目标材料的疲劳性能进行评价。

16、可选的，所述预设条件参数包括温度、应力集中系数、加工制造工艺参数、表面强化状态。

17、基于上述一种材料疲劳性能评价的方法，本申请还公开了一种材料疲劳性能评价的装置，包括：模型构建单元、系数获取单元、曲线绘制单元和评价单元；

18、所述模型构建单元，用于构建两参数应力疲劳寿命模型；

19、所述系数获取单元，用于通过所述两参数应力疲劳寿命模型，分别获取目标材料的疲劳抗力系数和理论疲劳极限；

20、所述曲线绘制单元，用于分别绘制所述疲劳抗力系数与预设条件参数之间的第一关系曲线，所述理论疲劳极限与所述预设条件参数之间的第二关系曲线；

21、所述评价单元，用于根据所述目标材料的寿命设计，选择所述第一关系曲线或所述第二关系曲线，对所述目标材料的疲劳性能进行评价。

22、可选的，所述模型构建单元，包括：

23、应变范围划分子单元，用于将材料的应变范围分为未造成材料损伤的疲劳损伤极限，和造成材料损伤的损伤应变范围；根据所述损伤应变范围为所述应变范围与所述疲劳损伤极限的差值；

24、模型获取子单元，用于根据应变疲劳寿命与所述损伤应变范围之间的幂函数关系，和弹性范围内应力与应变的关系，得到两参数应力疲劳寿命模型。

25、可选的，所述系数获取单元，包括：

26、s-n曲线绘制子单元，用于绘制所述目标材料的应力疲劳寿命s-n曲线；

27、拟合值获取子单元，用于通过所述两参数应力疲劳寿命模型对所述s-n曲线进行线性回归，分别得到疲劳抗力系数拟合值和理论疲劳极限拟合值，作为所述疲劳抗力系数和所述理论疲劳极限。

28、可选的，所述评价单元，包括：

29、有限寿命评价子单元，用于当所述目标材料的寿命设计为有限时，选择所述第一关系曲线对所述目标材料的疲劳性能进行评价；

30、无限寿命评价子单元，用于当所述目标材料的寿命设计为无限时，选择所述第二关系曲线对所述目标材料的疲劳性能进行评价。

31、可选的，所述预设条件参数包括温度、应力集中系数、加工制造工艺参数、表面强化状态。

32、本申请公开了一种材料疲劳性能评价的方法及装置。构建两参数应力疲劳寿命模型，通过该模型，分别获取目标材料的疲劳抗力系数和理论疲劳极限。分别绘制疲劳抗力系数与预设条件参数之间的第一关系曲线，理论疲劳极限与预设条件参数之间的第二关系曲线。根据目标材料的寿命设计，选择第一关系曲线或第二关系曲线，对目标材料的疲劳性能进行评价。不再使用s-n曲线评价的方法，而是以疲劳抗力系数和理论疲劳极限作为指标评价材料疲劳性能的指标，将疲劳性能评价依据指标化，提升评价效率。且预设条件参数可根据实际需要更改，通用于各种条件下的评价。同时可将各种材料的关系曲线绘制于一张图上，在面对多对象、多条件评价时更便捷、直观地对大量数据进行评价。且还支持针对不同寿命设计，选取不同的指标进行评价。

技术特征：

1.一种材料疲劳性能评价的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建两参数应力疲劳寿命模型，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述两参数应力疲劳寿命模型，分别获取目标材料的疲劳抗力系数和理论疲劳极限，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标材料的寿命设计，选择所述第一关系曲线或所述第二关系曲线，对所述目标材料的疲劳性能进行评价，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设条件参数包括温度、应力集中系数、加工制造工艺参数、表面强化状态。

6.一种材料疲劳性能评价的装置，其特征在于，包括：模型构建单元、系数获取单元、曲线绘制单元和评价单元；

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述模型构建单元，包括：

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述系数获取单元，包括：

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述评价单元，包括：

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设条件参数包括温度、应力集中系数、加工制造工艺参数、表面强化状态。

技术总结
本申请公开了一种材料疲劳性能评价的方法及装置。构建两参数应力疲劳寿命模型，通过该模型分别获取目标材料的疲劳抗力系数和理论疲劳极限。分别绘制疲劳抗力系数与预设条件参数之间的第一关系曲线，理论疲劳极限与预设条件参数之间的第二关系曲线。根据目标材料的寿命设计，选择第一关系曲线或第二关系曲线对目标材料的疲劳性能进行评价。以疲劳抗力系数和理论疲劳极限作为指标评价疲劳性能的指标，将评价依据指标化，提升评价效率。且预设条件参数可根据实际需要更改，通用于各种条件下的评价。同时可将各种材料的关系曲线绘制在一起，面对多对象、多条件评价时更便捷、直观地进行评价。且支持针对不同寿命设计，选取不同的指标进行评价。

技术研发人员：苏彬,王泓,冉刚,张仕朝,李旭东,乙晓伟
受保护的技术使用者：中国航发北京航空材料研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15