[发明专利]一种等效的预测热机械疲劳寿命的方法

摘要

本发明提供了一种等效的预测热机械疲劳寿命的方法，涉及疲劳强度领域，该方法的步骤为：(1)使用有限元方法分别计算出热机械疲劳在最高温度处的高温疲劳数据和相应温度范围下的热应变数据；(2)将原有的在恒温下的三参数幂函数能量方法考虑热应变转化成含有热应变项的三参数幂函数能量方法；(3)将有限元计算的数据用改进的三参数幂函数能量法求得的等效能量与热机械试验的到数据计算的能量进行对照；(4)利用改进的三参数幂函数能量方法对热机械疲劳寿命进行预测；(5)在工程上，将等效能量法与拉伸滞后能模型使用分散带和标准差来衡量模型预测寿命的能力。预测结果说明该方法能较好的计算热机械疲劳寿命。

主权项

1.一种等效的预测热机械疲劳寿命的方法，其特征在于：步骤如下，步骤1)：使用有限元方法分别计算出热机械疲劳中在最高温度处的高温恒温疲劳数据和相应温度范围下的热应变数据；步骤2)：将原有的在恒温下的三参数幂函数能量方法即3SE在考虑热应变情况下转化成含有热应变项的三参数幂函数能量方法；恒温下的三参数幂函数能量方法：Nf(ΔW‑W0)m＝C其中，σmax和σmin为最大，最小应力，Δεp为塑性应变范围，Δσ为应力范围，W0为疲劳极限，m和C为材料常数；步骤3)：利用改进的3SE模型将有限元计算的结果代入，计算出等效能量，并将结果与热机械试验得到的数据计算的3SE模型能量进行对照，改进的3SE模型为公式如下：其中，Δεth为热应变范围；通过对照图显示出，等效能量与热机械试验数据得到的能量相当；步骤4)：利用改进的三参数幂函数能量方法对热机械疲劳寿命进行预测：(1)利用改进的3SE模型得到的等效能量与循环失效数在对数坐标系下对比，发现能量与循环失效数呈线性关系，说明该方法对于寿命预测是可行的；(2)将等效能量代入步骤2)的W‑N曲线，得到寿命预测结果；步骤5)：等效能量法与拉伸滞后能模型使用分散带和标准差来衡量模型预测寿命的能力；其分散带与标准差分别如下式：分散带＝max(Nob/Npre,Npre/Nob)其中Npre和Nob分别为预测寿命和试验寿命。