[发明专利]基于CT试件的疲劳寿命预测方法

权利要求书

1.一种基于CT试件的疲劳寿命预测方法，其特征在于，包括：

根据所述CT试件的断裂韧度，推导出所述CT试件的临界裂纹长度；

对所述CT试件进行疲劳试验，以确定出所述CT试件的S-N曲线和a-N曲线；

结合所述CT试件的应力强度因子和所述a-N曲线，确定出所述CT试件的曲线；

结合所述临界裂纹长度、所述S-N曲线和所述曲线，预测出所述CT试件的疲劳寿命；

其中，根据所述CT试件的断裂韧度，推导出所述CT试件的临界裂纹长度，包括：

对所述CT试件进行断裂力学试验，以得到所述CT试件的断裂韧度；

绘制所述CT试件的K_max-a曲线；

结合所述断裂韧度和所述K_max-a曲线，推导出所述临界裂纹长度；

其中，所述K_max-a曲线满足如下第一关系式：

式中，K_max为所述应力强度因子的最大值；Y(a)为所述CT试件的几何校正参数；σ_max为所述CT试件的疲劳应力的最大值；a为所述CT试件的裂纹长度；

其中，所述几何校正参数Y(a)满足如下第二关系式：

式中，W为所述CT试件的第一几何参数；

其中，结合所述a-N曲线和所述CT试件的应力强度因子，确定出所述CT试件的曲线，包括：

确定出所述应力强度因子的变化范围ΔK；

结合所述应力强度因子的变化范围ΔK，确定出所述a-N曲线的斜率da/dN；

结合所述斜率da/dN和所述应力强度因子的变化范围ΔK，确定出所述CT试件的曲线；

其中，所述应力强度因子的变化范围ΔK满足如下第三关系式：

式中，ΔK为所述应力强度因子的变化范围；Δσ为所述CT试件的疲劳应力的应力幅值；ΔP为所述CT试件的疲劳载荷的变化范围；B为所述CT试件的第二几何参数；

其中，所述斜率da/dN满足如下第四关系式：

da/dN＝C(ΔK)^m

式中，C和m为常系数；

其中，结合所述临界裂纹长度、所述S-N曲线和所述曲线，预测出所述CT试件的疲劳寿命，包括：

根据所述S-N曲线和所述曲线，确定出所述CT试件的当量初始裂纹长度；

结合所述临界裂纹长度和所述当量初始裂纹长度，预测出所述CT试件的疲劳寿命；

其中，所述当量初始裂纹长度满足如下第五关系式：

式中，a_EIFS为所述当量初始裂纹长度；σ_f为所述CT试件的疲劳极限；ΔK_th为所述CT试件的应力强度因子的门槛值。

2.根据权利要求1所述的疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述疲劳寿命满足如下第六关系式：

式中，N_EIFS为所述CT试件的疲劳寿命；a_c为所述临界裂纹长度。