[发明专利]一种考虑不同减薄率的超塑性成形件疲劳寿命预测方法

权利要求书

1.一种考虑不同减薄率的超塑性成形件疲劳寿命预测方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在传统的Basquin模型基础上引入Hall-Petch公式，对其疲劳强度系数和疲劳强度指数两个参数进行修正，以平均晶粒直径d作为变量，表征不同减薄率对金属材料疲劳性能的影响,表达式为：式中σ_i1，k_y1，σ_i2，k_y2为材料常数，通过试验数据拟合得到,σ_a为应力幅值；

2)采用数值模拟方法，对不同减薄率下金属材料超塑性成形件的晶粒度进行模拟计算，将晶粒度计算结果代入疲劳寿命预测模型，从而建立金属材料超塑性成形件的疲劳寿命预测方法，计算出疲劳寿命N_f。

2.根据权利要求1所述的考虑不同减薄率的超塑性成形件疲劳寿命预测方法，其特征在于：步骤1)中所述的平均晶粒直径d采用数值模拟方法进行模拟计算，计算中同时考虑形变诱发的超塑性晶粒生长及动态再结晶细化两方面因素的影响。

3.根据权利要求2所述的考虑不同减薄率的超塑性成形件疲劳寿命预测方法，其特征在于：所述形变诱发的超塑性晶粒生长计算模型为其中，d为t时刻的晶粒尺寸，d₀为晶粒的初始尺寸，ε为应变，k为生长速率因子，t为保温时间，q为晶粒长大指数，α为晶粒聚合长大因子。

4.根据权利要求2或3所述的考虑不同减薄率的超塑性成形件疲劳寿命预测方法，其特征在于：所述动态再结晶的数学模型是应变、应变速率、温度和初始晶粒尺寸和时间的函数，其计算公式如下：

式中：

其中，X_drx是动态再结晶体积分数，ε_0.5为动态再结晶体积分数达到50％时的应变，ε_c为动态再结晶的临界应变，Q为变形激活能，R为气体常数，T为绝对温度，参数A₁,A₂,m₁,m₂,k₁,k₂,n₁均为材料参数，由试验拟合确定。