[发明专利]基于CT试件的疲劳寿命预测方法

说明书

本公开涉及疲劳寿命预测技术领域，尤其涉及一种基于CT试件的疲劳寿命预测方法。该疲劳寿命预测方法包括：根据CT试件的断裂韧度，推导出CT试件的临界裂纹长度；对CT试件进行疲劳试验，以确定出CT试件的S‑N曲线和a‑N曲线；结合CT试件的应力强度因子和a‑N曲线，确定出CT试件的曲线；结合临界裂纹长度、S‑N曲线和曲线，预测出CT试件的疲劳寿命。该疲劳寿命预测方法的计算过程较为简单，从而使得试验周期较短、试验成本也较低。

技术领域

本公开涉及疲劳寿命预测技术领域，尤其涉及一种基于CT试件的疲劳寿命预测方法。

背景技术

原始疲劳质量(Initiation Fatigue Quality，IFQ)是飞机等机械结构进行耐久性分析、损伤度评估的基础和前提，能够反映机械结构的材料材质和制造工艺水平。在工程实际中需要定量出原始疲劳质量IFQ，再基于原始疲劳质量IFQ预测出机械结构的疲劳寿命。

因为直接对机械结构进行疲劳试验的成本较高，特别是对于精密程度较高的结构。为了直接对机械结构的材料力学性能提供参考，通常用相同材质的CT试件(CompactTension，紧凑拉伸试件)代替机械结构进行疲劳寿命的测量，最后基于CT试件的疲劳寿命对评估机械结构的疲劳寿命提供依据。

目前，CT试件疲劳寿命预测方法的计算过程较为繁琐，使得试验周期较长、试验成本也较高。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种基于CT试件的疲劳寿命预测方法，该疲劳寿命预测方法的计算过程较为简单，从而使得试验周期较短、试验成本也较低。

为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的一个方面，提供一种基于CT试件的疲劳寿命预测方法，所述疲劳寿命预测方法包括：

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。

在本公开的一种示例性实施例中，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。

在本公开的一种示例性实施例中，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。

在本公开的一种示例性实施例中，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。

在本公开的一种示例性实施例中，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：