[发明专利]适用于预测多种控制模式循环载荷变形行为的方法

权利要求书

1.一种适用于预测多种控制模式循环载荷变形行为的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，取相同材料的四根试样，在相同的温度下进行低周疲劳试验、应变控蠕变疲劳试验以及应力应变混合控蠕变疲劳试验，获得相应的数据，转入步骤S2；

步骤S2，建立统一粘塑性本构模型，包括统一粘塑性本构模型的应变分解、流动率、各向同向硬化以及运动硬化；

统一粘塑性本构模型的应变分解如式(1)所示：

ε＝ε_e+ε_in    (1)

ε_e＝σ/E    (2)

其中ε表示试样承受的总应变，ε_in表示试样承受的非弹性应变，ε_e表示试样承受的弹性应变，σ为试样承受的应力，E为试样的弹性模量；

统一粘塑性本构模型的流动率如式(3)所示：

其中为非弹性应变ε_in对时间的导数，A表示材料的流动系数，n表示材料的流动指数，χ表示运动硬化，D表示各向同性硬化，函数sgn(*)表示符号函数，当*0时，sgn(*)＝1；当*＝0时，sgn(*)＝0；当*0时，sgn(*)＝-1；

统一粘塑性本构模型的各向同向硬化D，其演化率如式(4)所示：

当处于零时刻时，D(t＝0)＝D₀，D₀表示初始状态下各向同性硬化，D₀为常数，表示非弹性应变速率的绝对值，p表示循环过程中的累积非弹性变形，C_d、γ_d、H和D₀分别对应各向同性硬化系数、各向同性恢复系数、线性恢复系数以及初始各向同性硬化；

统一粘塑性本构模型的运动硬化χ分解成两部分，如式(5)所示：

χ＝χ₁+χ₂     (5)

第一运动硬化χ₁的演化率和第二运动硬化χ₂的演化率分别遵循式(6)和式(7)：

其中C₁表示第一运动硬化的强化系数，C₂表示第二运动硬化的强化系数，γ₁表示第一运动硬化的恢复系数，γ₂表示第二运动硬化的恢复系数；S₁表示第一运动硬化的恢复因子，S₂表示第二运动硬化的恢复因子，其表示为式(8)：

其中，k₁表示第一运动硬化的恢复底数，k₂表示第二运动硬化的恢复底数，m₁表示第一运动硬化的恢复指数，m₂表示第二运动硬化的恢复指数，令k₁＝k₂＝k，m₁＝m₂＝m，k表示统一粘塑性本构模型的恢复底数，m表示统一粘塑性本构模型的恢复指数；

式(7)中的累积非弹性变形相关的强化系数ψ(p)表示为式(9)：

其中极限强化系数ψ_∞(χ₂)和演化率ω(χ₂)分别遵循式(10)和式(11)的规律，A_ψ、B_ψ、C_ψ分别对应极限强化因子、极限强化底数、极限强化指数；A_ω、B_ω、C_ω分别对应演化因子、演化底数、演化指数；

转入步骤S3；

步骤S3，利用步骤S1中得到的低周疲劳试验、应变控蠕变疲劳试验以及应力应变混合控蠕变疲劳试验对应的数据作为基础，分步简化步骤S2中的统一粘塑性本构模型，最终确定所有的模型参数，转入步骤S4；

步骤S4，利用步骤S3中得到的模型参数确定最终统一粘塑性模型，通过最终统一粘塑性模型预测相同材料在其他多种控制模式循环载荷下的变形行为。