[发明专利]一种铸铝件疲劳寿命的预测方法、系统及电子设备

权利要求书

1.一种铸铝件疲劳寿命的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，获取多个不同缺陷尺寸的试样在不同应力条件下的疲劳寿命；

步骤二，构建疲劳寿命、应力和缺陷尺寸之间的拟合公式：

m₁lgL+m₂lgS+m₃lgLlgS+lgN＝C，式中，L为缺陷尺寸，S为应力，N为在应力为S的条件下、缺陷尺寸为L时的疲劳寿命，m₁、m₂、m₃和C为常数；

步骤三，基于步骤一获取的数据采用最小二乘法求解得到拟合公式中常数的值；

步骤四，获取待测铸铝件的缺陷尺寸，代入拟合公式得到应力和疲劳寿命之间的关系式，得到待测铸铝件在不同应力下的疲劳寿命。

2.根据权利要求1所述的铸铝件疲劳寿命的预测方法，其特征在于，所述步骤三具体包括如下步骤：

步骤3.1，计算每个试样的对数缺陷尺寸、对数应力和对数疲劳寿命：X_k＝lgL_i,j、Y_k＝lgS_i、Z_k＝lgN_i,j，k＝1,2,…,q，其中为试样总个数，在三维空间中得到q个离散数据点(X_k,Y_k,Z_k)；L_i,j为第i级应力水平下的第j个试样的缺陷尺寸，S_i为第i级应力水平，N_i,j为第i级应力水平下的第j个试样的断裂循环次数，i＝1,2,…,n，j＝1,2,…,q_i，n为应力水平个数，q_i为第i级应力水平下的试样总个数；

步骤3.2，计算拟合方程的各项系数：

所述拟合方程为

步骤3.3，将步骤3.1中的q个离散数据点(X_k,Y_k,Z_k)代入步骤3.2中，求解得到常数m₁、m₂、m₃和C的值。

3.根据权利要求2所述的铸铝件疲劳寿命的预测方法，其特征在于，所述步骤四具体为：将获取的待测铸铝件的缺陷尺寸代入拟合公式，计算得到应力和疲劳寿命之间的关系式即SN 曲线：lgS＝a+blgN，其中预测缺陷尺寸为L₀的待测铸铝件在不同应力下的疲劳寿命。

4.根据权利要求2所述的铸铝件疲劳寿命的预测方法，其特征在于，所述步骤3.1中L_i,j的确定具体为：对第i级应力水平下的第j个试样进行断口扫描，确定裂纹源，测量引起裂纹萌生的缺陷的尺寸，记录第i级应力水平下的第j个试样引起裂纹萌生的缺陷的尺寸，记作第i级应力水平下的第j个试样的缺陷尺寸L_i,j。

5.根据权利要求1或2所述的铸铝件疲劳寿命的预测方法，其特征在于：所述步骤一采用轴向拉伸的方式确定试样在不同应力条件下的疲劳寿命，保证试样在标距段内的应力状态接近一致，使得疲劳裂纹在标距段内尺寸最大的缺陷处萌生。

6.根据权利要求1或2所述的铸铝件疲劳寿命的预测方法，其特征在于：所述试样的缺陷尺寸采用缺陷在断口所在平面的投影面积的平方根来表征，或者采用Feret直径来表征。

7.根据权利要求1或2所述的铸铝件疲劳寿命的预测方法，其特征在于：所述步骤四中待测铸铝件的缺陷尺寸为待测铸铝件关重部位的缺陷尺寸，根据待测铸铝件的模流分析结果来确定，或根据待测铸铝件的产品技术规范和铸造经验来确定。