[发明专利]一种考虑喷丸强化表层晶粒细化的裂纹扩展寿命确定方法

摘要

本发明涉及一种考虑喷丸强化表层晶粒细化的裂纹扩展寿命确定方法，步骤为：(1)基于J‑C模型应力应变数据进行拟合，得到材料的位错演化模型参数；(2)利用ABAQUS有限元软件的VUSDFLD子程序进行编程，基于位错演化模型建立微细观参量与宏观参量的联系，完成程序编写；(3)基于ABAQUS软件进行喷丸强化数值仿真，获取强化之后表层晶粒尺寸与残余应力场；(4)根据相同材料不同应力下未喷丸的裂纹扩展试验数据，拟合得到N‑R模型参数，建立裂纹扩展模型；(5)将残余应力与晶粒细化考虑到N‑R裂纹扩展模型中，建立考虑喷丸诱导晶粒细化的裂纹扩展模型。

主权项

1.一种考虑喷丸强化表层晶粒细化的裂纹扩展寿命确定方法，其特征在于：包括步骤如下：步骤(1)：基于J‑C模型应力应变数据进行拟合，得到材料的位错演化模型参数，用以计算材料表层的晶粒细化；所述应力应变数据是J‑C模型刻画的应力应变曲线上取点获得的数据；所述位错演化模型参数是指基于位错理论建立的描述位错演化的模型中未知的参数；步骤(2)：利用ABAQUS有限元软件，将步骤(1)中材料的位错演化模型参数带入位错演化模型，在有限元软件中建立细观参量与宏观参量的联系；所述细观参量是指晶粒尺寸；所述宏观参量是指应力场应变场参数；步骤(3)：基于ABAQUS软件建立有限元模型进行喷丸强化数值仿真，利用步骤(1)的位错演化模型，获取强化之后晶粒尺寸与残余应力场，作为后续裂纹扩展计算的输入参数；所述晶粒尺寸与残余应力场是指喷丸强化模拟之后获得的表层晶粒尺寸与残余应力场分布情况；步骤(4)：根据相同材料不同应力下未喷丸的裂纹扩展试验数据拟合得到N‑R模型参数，建立裂纹扩展模型，用于后续裂纹扩展模拟计算；所述相同材料指和欲进行寿命预测的喷丸之后的试验件进行完全相同热处理的没有喷丸的试验件；所述裂纹扩展试验数据是指通过试验获得的裂纹长度与循环数数据点，通过材料手册进行获取；所述N‑R模型参数是指N‑R模型中表征裂纹扩展速率与裂尖塑性位移的两个与材料相关的常数；步骤(5)：根据步骤(3)得到的晶粒尺寸与残余应力分布，将残余应力与晶粒尺寸变化考虑到N‑R模型中，根据步骤(4)得到的N‑R模型建立考虑喷丸诱导的晶粒细化的裂纹扩展模型，以晶粒为单位，不断进行裂纹扩展计算，得到相应的裂纹扩展寿命。