有很好的发展前景，模型可以编入有限元子程序，并通过损伤交互图 的方式，为部件在蠕变-疲劳交互作用的工况下实现实时损伤检测提供了可能。
【附图说明】
[0061] 图1为本发明的蠕变-疲劳寿命预测方法的流程图；
[0062] 图2a为本发明一个实施例存在临界失效应变能密度的双对数坐标下线性函数关 系图；
[0063] 图2b为本发明一个实施例不存在失效应变能密度的双对数坐标下线性函数关系 图；
[0064] 图2c为本发明一个实施例拉伸保载段应力松弛曲线示意图；
[0065] 图2d为本发明一个实施例修正后的非弹性应变能密度在滞后回线中的示意图；
[0066] 图3为本发明实例1的预测寿命结果示意图；
[0067] 图4为本发明实例2的预测寿命结果示意图；
[0068] 图5为本发明实例3的预测寿命结果示意图。
【具体实施方式】
[0069] 以下结合附图，以具体实施例对本发明作进一步详细说明。应该理解，以下实施例 仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
[0070] 本发明的一种材料的蠕变-疲劳寿命预测方法基于应变能密度耗散法以及线性 累计损伤法则实现。线性累积损伤准则在上世纪90年代以后有较大的发展，该准则将材料 的失效归因于不同性质的损伤，即，由总应变范围或塑性应变范围引起的疲劳损伤以及由 蠕变应变或应力松弛行为引起的蠕变损伤，然后计算单个典型周次的疲劳或蠕变损伤并进 行线性叠加，再乘以当前周次，若计算数值达到1则认为受蠕变-疲劳交互作用的材料失 效；反之，若进行寿命预测，则用1除以单周次的线性叠加损伤，从而得到该条件下的材料 寿命，过去模型是以时间（ASME标准）或者应变为主要断裂参量（R5准则），本发明提出了 以能量为主要断裂参量的模型，即，建立了线性累计损伤法与应变能密度耗散法结合的模 型。
[0071] 如图1所示，本发明的基于应变能密度耗散法以及线性累计损伤法则的蠕变-疲 劳寿命预测方法包括以下步骤：
[0072] 步骤S1，在同一试验温度下分别进行材料的蠕变试验、疲劳试验和蠕变-疲劳交 互试验，并且疲劳试验和蠕变-疲劳交互试验在同一应变速率和总应变范围下进行，其中， 蠕变-疲劳交互试验为轴向等幅低循环（即总应变控制）蠕变-疲劳交互试验；
[0073] 步骤S2,根据蠕变试验，建立双对数坐标下材料的失效应变能密度Wf与非弹性应 变能密度耗散率之间的函数关系；
[0074] 步骤S3,根据疲劳试验，获取材料在疲劳试验的试验条件下每周次的疲劳损伤 df;
[0075] 步骤S4,根据蠕变-疲劳交互试验，得到材料在半寿命周次下的应力应变函数关 系（该函数关系曲线为滞后回线），并建立材料在最大拉伸应变保持时间（拉伸保载）内一 个典型周次（此处取半寿命周次，即材料寿命一半所在的那个周次）下的应力σ (t)随时 间t变化的函数关系（该函数关系曲线为应力松弛曲线，如图2c所示）；
[0076] 步骤S5,根据材料的失效应变能密度Wf与非弹性应变能密度耗散率w& ιη之间 的函数关系、每周次的疲劳损伤df、以及在最大拉伸应变保持时间内半寿命周次下的应力 σ (t)，并结合半寿命周次下的滞后回线，计算得到半寿命周次的蠕变损伤d。；
[0077] 步骤S6、利用线性累积损伤法则，建立理论寿命预测模型，以根据材料每周次的疲 劳损伤d f以及半寿命周次下的蠕变损伤d。预测材料在蠕变-疲劳交互作用下的蠕变-疲 劳寿命Λζ。
[0078] 下面分别对上述各步骤S2-S6进行详细描述：
[0079] 步骤S2中建立的失效应变能密度Wf与非弹性应变能密度耗散率之间的函数关 系表不为：
[0080]
[0081] 其中，失效应变能密度Wf和非弹性应变能密度耗散率分别表示为：
[0082]
[0083]
[0084] 在式（1)中，BJP n 别表示与温度无关的材料线性回归常数，T表示蠕变试验 的试验温度，Q表示在该温度下的热激活能，R表示通用气体常数，为恒定值8. 314X 10 3kJ/ (Κ·πι〇1)，理论上，需要通过三个不同温度下的蠕变实验以获得公式（1)中的材料常数；在 式（2)和式（3)中，σ表示蠕变试验中施加的蠕变应力值，ε #Pt R分别表示蠕变试验中 获取的真蠕变延性和蠕变断裂时间，当研究某一温度下材料的蠕变-疲劳性能时，公式（1) 可退化为如下公式：
[0085]
[0086] 在式（4)中，
表示与材料和温度相关的线性回归常数。
[0087] 在步骤S3中，通过式（5)计算材料在疲劳试验的试验条件下每周次的疲劳损伤 df：
[0088]
(5),
[0089] 在式（5)中，N。表示材料在疲劳试验的试验条件下的疲劳寿命。
[0090] 步骤S4中，拟合在半寿命周次下的应力松弛曲线，表示为：
[0091] a (t) = σ 0-(A · IgA ε ρ+Β) · lg(l+t) (6)，
[0092] 在式（6)中，σ (t)表示材料在最大拉伸应变保持时间内半寿命周次下的应力， 〇。、△ ε p和t分别表示半寿命周次下的最大拉应力、疲劳引起的塑性应变范围以及从最大 拉应力起的保载段时间，A和B分别表示依赖于材料特征的线性回归常数，理论上，需要通 过两个不同塑性应变范围的应力松弛曲线拟合这两个材料常数；
[0093] 步骤S5中，计算该实验条件下半寿命周次的蠕变损伤d。的步骤包括：
[0094] 首先，根据蠕变-疲劳交互试验得到的半寿命周次下的滞后回线，计算随着保持 时间的增加，滞后回线中拉伸保载段的面积，即，得到非弹性应变能密度W ln，表示为： LlN 丄A //丄丄 JM
[0095]
(7)，
[0096] 在式（7)中，E表示试验温度下材料的弹性模量，〇 (t)为应力松弛的表达式；
[0097] 为了进一步阐释平均应力对拉伸保载下蠕变-疲劳寿命的影响，假设当 σ (t) >_ σ "时才产生蠕变损伤，对非弹性应变能密度w ιη进行修正，修正后的非弹性应变能 密度
，表示为： _8]
(8),
[0099] 在式⑶中，。"表示材料在半寿命周次下的平均应力，修正后的非弹性应变能密 度在滞后回线中的示意图如图2d所示；
[0100] 对式（8)进行关于保持时间t的微分，得到修正后的非弹性应变能密度耗散率
表示为：
[0101]
(9)，
[0102] 在式（9)中，冷表示材料在最大拉伸应变保持时间内半寿命周次下的应力松弛 率；
[0103] 为了计算σ，需要将式（6)进行关于时间t的微分，表示为：
[0104]
(10)，
[0105] 将式（6)和（10)代入式（9)，得到：：
[0106]
[0107]
[0108] 对于不同的材料，其对拉伸保载的敏感性会有所不同，出现这种现象的原因是：在 蠕变实验中，是否出现临界失效应变能密度w f。，因此计算半寿命周次蠕变损伤d。的公式也 稍有不同：
[0109] 当蠕变试验中不存在临界失效应变能密度wf。时，通过式（12a)计算半寿命周次下 的蠕变损伤d。：
[oho]
(12a)，
[0111] 当蠕变试验中存在临界失效应变能密度wf。时，通过式（12b)计算半寿命周次下的 蠕变损伤d。：
[0112]
(12b),
[0113] 在式（12a)和（12b)中，th表示拉伸保持时间，表示失效应变能密度方 程，即，式（1)，如图2a和2b所示；
[0114] 然后，将式