[发明专利]一种材料疲劳裂纹扩展行为的简捷评估方法及系统

权利要求书

1.一种材料疲劳裂纹扩展行为的简捷评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、获取指定应力比R₀下的基准疲劳裂纹扩展曲线；

步骤S2、根据基准疲劳裂纹扩展曲线的转折点，获取任意一应力比R下的疲劳裂纹扩展曲线的转折点的应力强度因子范围ΔK_T(R)；

步骤S3、获取Paris区的预测曲线；

步骤S4、将步骤S2的应力比R下的转折点的应力强度因子范围ΔK_T(R)，代入步骤S3的Paris区的预测曲线，获取疲劳裂纹扩展曲线的转折点的扩展速率(da/dN)_T(R)；

步骤S5、根据基准疲劳裂纹扩展曲线的疲劳门槛值，获取应力比R下的疲劳裂纹扩展曲线的疲劳门槛值ΔK_th(R)；

步骤S6、将步骤S5所得的应力比R下的疲劳门槛值点与步骤S2所得的应力比R下的转折点相连接，获得近门槛值区的评估曲线；

步骤S7、结合步骤S3所得的Paris区的预测曲线和步骤S6所得的近门槛值区的评估曲线，以步骤S2和步骤S4所得的应力比R下的转折点坐标为界限，获得应力比R下的疲劳裂纹扩展曲线，进行疲劳裂纹扩展行为的预测评估；

其中，所述步骤S2中，任意一应力比R下的疲劳裂纹扩展曲线的转折点的应力强度因子范围ΔK_T(R)，对应的表达式为：

其中，ΔKT_(0.9)为基准疲劳裂纹扩展曲线的转折点的应力强度因子范围；

所述步骤S3中Paris区的预测曲线，对应的表达式为：

(da/dN)＝C₀(exp(αR)ΔK)^m；

其中，α为与材料相关的常数，C₀为基准疲劳裂纹扩展曲线的相关系数，m为基准疲劳裂纹扩展曲线的幂律指数，ΔK为应力强度因子范围；

所述步骤S5中疲劳门槛值ΔK_th(R)，对应的表达式为：

其中，ΔK_th(R0)为基准疲劳裂纹扩展曲线的疲劳门槛值；

A(R)为与应力比R相关的第一参数；

B(R)为与应力比R相关的第二参数。

2.根据权利要求1所述的材料疲劳裂纹扩展行为的简捷评估方法，其特征在于：

所述步骤S1中，指定应力比R₀下的基准疲劳裂纹扩展曲线，为应力比R₀＝0.9下的疲劳裂纹扩展曲线。

3.根据权利要求2所述的材料疲劳裂纹扩展行为的简捷评估方法，其特征在于，

所述步骤S5中疲劳门槛值ΔK_th(R)，对应的表达式为：

其中，ΔK_th(0.9)为基准疲劳裂纹扩展曲线的疲劳门槛值；

A(R)＝0.14+0.24R²+0.83R³；

B(R)＝0.9-R。

4.根据权利要求1所述的材料疲劳裂纹扩展行为的简捷评估方法，其特征在于，所述疲劳门槛值ΔK_th，是指疲劳裂纹扩展速率da/dN为1×10^-7mm/cyc时，对应的应力强度因子范围值。

5.一种材料疲劳裂纹扩展行为的简捷评估系统，包括：

存储器，用于存储可由处理器执行的指令；

处理器，用于执行所述指令以实现如权利要求1-4任一项所述的方法。

6.一种计算机可读介质，其上存储有计算机指令，其中当计算机指令被处理器执行时，执行如权利要求1-4任一项所述的方法。