[发明专利]一种高镍球铁材料排气歧管热机寿命预测模型建立方法

说明书

本发明属于发动机技术领域，公开了一种高镍球铁材料排气歧管热机寿命预测模型建立方法，包括以下步骤：进行高镍球铁材料试棒在不同设计工况下的热机疲劳试验，获得每个所述试棒的热机疲劳寿命和半寿命周期时的应力‑应变迟滞曲线；根据所述应力‑应变迟滞曲线获得每个所述试棒的第一参数组；根据所述第一参数组确定Ostergren模型、三参数幂函数能量法模型和简化能量法模型。本发明的有益效果：利用此发明对汽油机高镍球铁材料排气歧管进行热机疲劳寿命预测，偏差在2倍线以内，能够符合工程设计需要；解决汽油机高镍球铁材料排气歧管热机疲劳寿命预测模型缺失难题，并将热机疲劳寿命预测方法固化，实现寿命预测自动化和规范化。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种高镍球铁材料排气歧管热机寿命预测模型建立方法。

背景技术

汽油机增压技术导致排气歧管结构热负荷增加，温度幅值和机械载荷幅值增大，排气歧管的热机疲劳开裂失效风险日益凸显，消除这种隐患的最有效手段是在排气歧管设计阶段进行热机疲劳寿命预测，支撑结构优化设计。热机疲劳寿命预测需要定义合适的预测模型和模型参数。寿命预测模型的参数是通过大量的热机疲劳材料试验数据，进行复杂的数值拟合获得的。同一种排气歧管材料，考虑到国内外各主机厂的材料的成分配比偏差和铸造工艺水平影响等因素，材料抵抗热机疲劳破坏的能力会有偏差，热机疲劳寿命预测模型的参数定义也不尽相同。因此，排气歧管热机疲劳寿命预测模型及其参数定义是企业的核心机密，无法获得。

在现有相关技术中，未见对汽油机高镍球铁材料排气歧管热机疲劳寿命进行预测，仅见以塑性应变考核钢材排气歧管热机疲劳问题，未见从热机疲劳试验数据出发，拟合热机疲劳寿命预测模型，对汽油机排气歧管热机疲劳寿命进行考核。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高镍球铁材料排气歧管热机寿命预测模型建立方法，以从热机疲劳试验数据出发，拟合热机疲劳寿命预测模型，对汽油机排气歧管热机疲劳寿命进行考核。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高镍球铁材料排气歧管热机寿命预测模型建立方法，包括以下步骤：

进行高镍球铁材料的试棒在不同设计工况下的热机疲劳试验，获得每个所述试棒的热机疲劳寿命和半寿命周期时的应力-应变迟滞曲线；

根据所述应力-应变迟滞曲线获得每个所述试棒的第一参数组；

根据所述第一参数组确定Ostergren模型、三参数幂函数能量法模型和简化能量法模型。

作为上述的高镍球铁材料排气歧管热机寿命预测模型建立方法的优选方案，所述第一参数组包括：每个试棒的最大应力σ_max、应力幅Δσ、塑性应变幅Δε_p、总应变幅Δε_t、弹性应变幅Δε_e和总应变能ΔW_t，其中：

总应变幅Δε_t＝塑性应变幅Δε_p+弹性应变幅Δε_e。

作为上述的高镍球铁材料排气歧管热机寿命预测模型建立方法的优选方案，所述根据所述第一参数组确定Ostergren模型、三参数幂函数能量法模型和简化能量法模型的步骤包括：

根据所述第一参数组获得到N_f与σ_max×Δε_p、ΔW_t的离散点分布，以及与的离散点分布。

作为上述的高镍球铁材料排气歧管热机寿命预测模型建立方法的优选方案，所述根据所述第一参数组确定Ostergren模型、三参数幂函数能量法模型和简化能量法模型的步骤包括：

根据所述离散点分布通过指数数据拟合的方法确定所述Ostergren模型、所述三参数幂函数能量法模型和所述简化能量法模型。