[发明专利]用于马氏体钢的蠕变‑疲劳寿命预测及其可靠性分析方法

权利要求书

1.一种用于马氏体钢的蠕变-疲劳寿命预测及其可靠性分析方法，其特征在于，首先定义了机械功密度，其次推导了基于机械功密度的蠕变-疲劳寿命预测模型，并考虑应力及寿命的随机性，最后提出蠕变-疲劳寿命的P-△WP-Nf曲线，给出了蠕变-疲劳寿命可靠行分析模型。

2.根据权利要求1所述的一种用于马氏体钢的蠕变-疲劳寿命预测及其可靠性分析方法，其特征在于，该方法具体为：

1)基于机械功密度的蠕变-疲劳寿命预测模型的推导；

(11)定义机械功密度，并推导应力控制的蠕变-疲劳循环载荷的机械功密度表达式；

(12)分析机械功密度与蠕变-疲劳寿命的关系；

(13)推导基于机械功密度的蠕变-疲劳寿命模型；

2)蠕变-疲劳寿命预测模型的可靠性分析；

(21)P-ΔW_p-N_f曲线的推导；

(22)随机变量蠕变-疲劳寿命分布密度函数的确定；

(23)蠕变-疲劳寿命可靠度计算模型的推导。

3.根据权利要求2所述的一种用于马氏体钢的蠕变-疲劳寿命预测及其可靠性分析方法，其特征在于，所述的(11)定义机械功密度，并推导应力控制的蠕变-疲劳循环载荷的机械功密度表达式具体为：

压缩载荷与拉伸载荷均会对材料造成损伤，从而降低材料的疲劳寿命，甚至压缩保载作用下的疲劳寿命比拉伸状态的寿命减少的更为明显，基于此理论，构建了适用于应力控制的蠕变-疲劳交变载荷下的机械功密度模型，具体表达式如下：

Ew=Thtσmax-Thcσmin+T1+T22σmax2+σmin2Δσ,σmin≤0---(1)]]>

Ew=Thtσmax+(T1+T2+Thc)σmin+T1+T22Δσ,σmin>0---(2)]]>

将以上两式合并为，

Ew=Thtσmax+(-1)k(T1+T2+Thc)σmin+T1+T22[σmax2+(-1)k+1σmin2σmax-(-1)k+1σmin+2σming(σmin)]---(3)]]>

其中：

k=2σmin>01σmin≤0]]>

g(σmin)=0σmin>01σmin≤0]]>

E_w为单个循环加载的应力冲量；

T_ht，T_hc分别为拉伸保载时间与压缩保载时间；

T₁，T₂分别为循环载荷的加载与卸载时间；

σ_max，σ_min分别为循环载荷的最大值应力与最小值应力；

Δσ为循环载荷的应力范围；

以上各式中E_w的单位为[Ns/m²]，应变速率的单位为[m/m·s]或[mm/mm·s]，的单位为[J/m³]或[J/mm³]，故与应变能密度单位一致，纯蠕变的蠕变速率由三个阶段组成，即应变快速减少阶段、稳定阶段和快速增加阶段，在稳定阶段，应变保持一稳定数值，且该阶段占整个寿命的80％；对于蠕变-疲劳过程而言，每一循环的棘轮应变同样表现为3个阶段，即降低-稳定-上升，且稳定阶段的棘轮应变保持一确定值，故定义为机械功密度，特指载荷控制的蠕变-疲劳的棘轮应变速率，

ΔWp=Ewϵ·---(4).]]>