[发明专利]一种金属材料疲劳性能优劣的评价方法

摘要

本发明公开了一种金属材料疲劳性能优劣的评价方法，属于材料科学与工程应用技术领域。该技术基于材料疲劳寿命数据以及服役工况与安全指标，发展了疲劳失效评定曲线，用应力/应变范围分割安全区域、失效区域、以及中间区域或相交区域，通过当量安全面积的计算，比较不同材料的疲劳性能。该技术解决了不同材料的疲劳性能分散、无法进行直接比较的问题。新技术具有评价迅速、应用简单的优点，可广泛应用于不同金属材料疲劳性能的优劣对比评价。

主权项

1.一种金属材料疲劳性能优劣的评价方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：(1)拟合疲劳寿命规律C‑P‑S/ε‑N曲线：测试待评价金属材料在不同应力Si或应变εi下的疲劳寿命Ni,j，然后基于疲劳寿命数据点[寿命Ni,j，应力Si或应变εi]，统计各个应力水平Si或循环应变εi下的寿命分布，并拟合出疲劳寿命规律C‑P‑S/ε‑N曲线，C‑P‑S/ε‑N曲线的三参数形式如公式(7)所示；N(S‑SL)m＝C3   (7)；公式(7)中，SL、m、C3为拟合参数，N为寿命，S为应力Si或应变εi；(2)根据C‑P‑S/ε‑N曲线进行区域分割：根据C‑P‑S/ε‑N曲线，确定材料的安全区域和失效区域；其中，安全区域面积的大小为材料抵抗疲劳失效的能力量度；安全区域面积根据公式(12)确定：公式(12)中，Ω为积分区域，若寿命Ni,j全部为失效数据，则Ω＝{Smin～Smax}，Smin为测试应力或应变的最小值，Smax为测试应力或应变的最大值；若寿命Ni,j含有无失效数据，则Ω＝{Smin～Smax}∩{1～NL}，NL为疲劳强度测试中的指定疲劳寿命；(3)安全评定：根据服役工况(根据载荷谱)，统计安全区域对应应力范围或应变范围所出现的比例Wi，然后Wi乘以各自安全区域的面积，就是该区域的当量面积；最后，根据这些当量面积计算出C‑P‑S/ε‑N曲线对应的当量安全面积；根据当量安全面积的大小评价材料疲劳性能的优劣。