[发明专利]一种引入残余应力的摩擦组焊增材件蠕变孕育期预测方法

权利要求书

1.一种引入残余应力的摩擦组焊增材件蠕变孕育期预测方法，其特征在于步骤如下：

步骤1、确定高温合金线性摩擦焊焊件及金属蠕变拉伸试样的尺寸：

根据国标GB/T 2039-2012《金属材料.单轴拉伸蠕变试验方法》的要求确定金属蠕变拉伸试样的尺寸范围，并根据金属蠕变拉伸试样的尺寸确定线性摩擦焊焊件的尺寸，尺寸确定原则以焊接接头中切取完整的金属蠕变拉伸试样；

步骤2、建立高温合金线性摩擦焊模型：

在有限元模拟软件ABAQUS中建立高温合金线性摩擦焊几何模型，其中相互摩擦的两个焊件中的一个焊件以刚体代替，对可变形体按夹持区域进行分区处理，包括接触面近邻的变形区，中间区以及末端夹具夹持区域；

在材料属性模块设置线性摩擦焊焊件的材料属性参数，在分析步模块建立所需时间的热-力耦合分析的分析步，在接触模块设置焊件之间接触摩擦参数，在载荷模块设置焊接参数，包括焊接压力、振动频率、振幅及焊接时间，设置边界条件和初始温度场，在网格模块设置网格属性并根据边界条件划分网格几个部分；

在任务模块提交任务计算，获得高温合金线性摩擦焊模型计算结果，在可视化模块中运用查询功能，在各个应力区域各选择一个单元，获取其应力数值，代表云图中各区的应力；

步骤3、确定金属蠕变拉伸试样选取位置：

在步骤2中得到的接头残余应力云图中进行图像保存，并在图像中截取2个应力集中区域，通过MATLAB运用编写的Kirsch算子对截取的应力集中区域进行图像轮廓识别，得到应力等值线图；利用光栅图像功能将应力等值图导入绘图软件UG绘制出云图草图，绘制完成后保存为iges文件；

步骤4、建立金属蠕变拉伸试样模型：

在有限元分析软件ABAQUS中导入步骤3的iges文件建立具有分区的金属蠕变拉伸试样几何模型，然后设置材料属性、创建粘性分析步、设置加载方式及边界条件、设置预定义场即残余应力的赋予、设置网格属性并划分网格和提交作业并进行分析，获得含有残余应力的金属蠕变拉伸模型；

在载荷模块将残余应力的预定义场取消，在任务模块重新提交作业并进行分析，获得不含有残余应力的金属蠕变拉伸模型，用以预测残余应力对于金属蠕变拉伸样的影响。

2.根据权利要求1所述引入残余应力的摩擦组焊增材件蠕变孕育期预测方法，其特征在于：所述金属蠕变拉伸试样的尺寸的要求试样的原始横截面积S_o不小于7mm²且原始标距L_o大于等于50mm，故选取a＝4mm，b＝15mm，L_o＝100mm，L_c＝116mm，L_ro＝242mm，R＝12mm，保证了尺寸的合规，线性摩擦焊可变形体焊件的尺寸取值为40mm×120mm，保证可以从焊接接头中切取完整的金属蠕变拉伸试样；其中a为矩形横截面的厚度，b为矩形横截面试样平行段横截面的宽度，L_o为原始标距，L_c为平行长度，L_ro为原始参考长度，R为过渡弧半径。