CN114858585A - 一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法 - Google Patents

一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114858585A
CN114858585A CN202210383976.6A CN202210383976A CN114858585A CN 114858585 A CN114858585 A CN 114858585A CN 202210383976 A CN202210383976 A CN 202210383976A CN 114858585 A CN114858585 A CN 114858585A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
crack initiation
stress
action
initiation life
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210383976.6A
Other languages
English (en)
Inventor
刘丰睿
董齐
时新红
郭希诚
骈瑢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beihang University
Original Assignee
Beihang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beihang University filed Critical Beihang University
Priority to CN202210383976.6A priority Critical patent/CN114858585A/zh
Publication of CN114858585A publication Critical patent/CN114858585A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G01N3/04—Chucks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G01N3/06—Special adaptations of indicating or recording means
    • G01N3/068—Special adaptations of indicating or recording means with optical indicating or recording means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0001—Type of application of the stress
    • G01N2203/0005—Repeated or cyclic
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0019—Compressive
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
    • G01N2203/0062—Crack or flaws
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/0069—Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
    • G01N2203/0073—Fatigue
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/0202—Control of the test
    • G01N2203/0212—Theories, calculations
    • G01N2203/0216—Finite elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/0202—Control of the test
    • G01N2203/0212—Theories, calculations
    • G01N2203/0218—Calculations based on experimental data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/026—Specifications of the specimen
    • G01N2203/0262—Shape of the specimen
    • G01N2203/027—Specimens with holes or notches
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
    • G01N2203/0676—Force, weight, load, energy, speed or acceleration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
    • G01N2203/0682—Spatial dimension, e.g. length, area, angle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明公开了一种压‑压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法，属于疲劳性能测试技术领域。该方法首先需要进行裂纹萌生试验，然后将裂纹萌生寿命试验值Nobserve带入裂纹萌生寿命预测模型，反求出材料常数k和n，最后通过有限元模拟确定模型参数，并带入裂纹萌生寿命预测模型，就可以预测试件在不同压‑压循环载荷作用下的裂纹萌生寿命。相关试验研究表明，裂纹萌生寿命的预测值与试验值吻合良好，能够为工程结构寿命预测提供理论依据，避免进行大量试验，节约设计成本。

Description

一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法
技术领域
本发明属于疲劳性能测试技术领域，具体涉及一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法。
背景技术
在研究疲劳裂纹萌生过程中，传统观点认为拉伸载荷是裂纹萌生的唯一驱动力，而压缩载荷部分对其没有贡献作用，因此在相关研究中经常被忽略。但是，工程实践中发现，承受完全压缩载荷的零件也会发生疲劳失效，比如火车心盘、钢轨接头夹板、飞机起落架和载人潜水器等。综合国内外相关领域的研究发现，在压-压循环载荷作用下，裂纹是有可能萌生的，这一观点基本上已经得到了国内外学者的认同。除此之外，美国密西西比大学的纽曼教授团队提出一种新的裂纹扩展阈值测试方法，与传统测试方法相比，最大的区别就是由拉-拉循环载荷预制裂纹变成压-压循环载荷预制裂纹。
综上所述，研究试件在压-压循环载荷作用下的疲劳裂纹萌生寿命不仅能为结构设计提供参考、为寿命预测提供依据，还能为金属裂纹扩展阈值试验预制出有效的初始裂纹，有助于获得更加准确的阈值数据。
发明内容
本发明的目的：
提供一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法，该方法首先通过2组不同压-压循环载荷作用下的裂纹萌生寿命试验数据，来确定材料常数k和n，然后根据裂纹萌生寿命模型，预测试件在其他不同压-压循环载荷作用下的裂纹萌生寿命，减少了试验次数，避免了复杂试验过程中的不确定性和人为因素导致的误差，为工程结构寿命预测提供理论依据。
为达成上述目的，本发明提出的技术方案如下：
步骤1：基于损伤力学理论建立压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命预测模型
Figure BDA0003593944820000011
式中：N是裂纹萌生寿命；pD是累积塑性应变门槛值；E弹性模量；S是损伤的能量强度；Dc是损伤临界值；Δεp是塑性应变幅值；Δσ是应力幅值；a是应力应变滞回环偏移距离；k和n是材料常数。
步骤2：确定材料常数k和n，PD、S、Dc和E是与材料相关的系数，可以从参考文献(J.勒迈特.损伤力学教程[M].科学出版社,1996.)中得到，Δεp、Δσ和a与载荷相关，可以在不同压-压循环载荷作用下通过有限元模拟得到；为了确定材料常数k和n，需要先进行2组不同压-压循环载荷作用下的裂纹萌生试验，并获得2组裂纹萌生寿命试验值Nobserve，然后通过有限元模拟分别得到2组不同压-压循环载荷作用下的模型参数Δεp、Δσ和a，最后将他们都带入公式(1)，可以分别建立2组不同压-压循环载荷作用下的裂纹萌生寿命预测方程，其中材料系数PD、S、Dc和E可由材料确定，只有材料常数k和n是未知量，联立求解即可确定k和n。
步骤3：预测裂纹萌生寿命，在步骤2中确定材料常数k和n之后，此时裂纹萌生寿命预测模型中的变量只有和载荷相关的模型参数Δεp、Δσ和a。因此，首先通过有限元模拟V型缺口试件在不同压-压循环载荷作用下的应力应变响应，然后分别确定模型参数Δεp、Δσ和a，求解过程和步骤2中一样，不在赘述，最后将文献中的材料系数PD、S、Dc和E，步骤2中确定的材料常数k和n，还有步骤3中确定的模型参数Δεp、Δσ和a依次带入到公式(1)，就可以获得V型缺口试件在相应压-压循环载荷作用下的裂纹萌生寿命预测值Npredict。
在步骤2中，为了确定材料常数k和n，需要进行以下具体操作：
(1)根据研究的试件材料，从参考文献中获得PD、S、Dc和E；
(2)参考ASTM-E647试验标准加工2件V型缺口试件，如图1所示，同时，参考相关研究中使用的现有夹具，设计了一种新型防失稳夹具，夹具可以防止V型缺口试件在压-压循环载荷作用下发生失稳破坏，出现危险。然后使用夹具分别给2件V型缺口试件施加不同的压-压循环载荷，如图2所示；
(3)使用移动显微镜观测裂纹长度，当V型缺口试件裂纹长度达到0.1mm时，记录此时的载荷循环数作为裂纹萌生寿命试验值Nobserve，通过进行2组不同压-压循环载荷作用下的裂纹萌生试验，可以得到2组裂纹萌生寿命试验值Nobserve；
(4)在ANSYS软件中建立V型缺口试件的有限元模型，如图3所示。采用PLANE183单元建立有限元模型，模型总单元数为8382，总节点数为25688，节点最小间距为0.03mm；然后设置如图3所示的载荷和位移约束，并施加20次压-压循环载荷，进行有限元求解；有限元计算结束后，可以进入ANSYS软件自带的通用后处理模块查看V型缺口试件的应力应变云图，并输出第20次压-压循环载荷作用过程中，V型缺口试件根部节点Y方向的应力应变数据，然后根据有限元数据画出真实应力应变滞回环，其中σ1是最小应力，σ2是最大应力，a是应力应变滞回环偏移距离，Δεp是塑性应变幅值，Δσ是应力幅值，为了方便获得模型参数Δεp、Δσ和a，需要对真实应力应变滞回环做一些简化，并得到简化应力应变滞回环，如图4所示。简化过程如下，为了使应力应变曲线关于横轴对称，本发明保留真实应力应变曲线的正应力部分，并将正应力部分关于横轴对称，因此可以得到完整的应力应变滞回环，同时假设当材料处于塑性变形阶段时，应力幅值Δσ＝2σ2保持不变，由此可以得到简化应力应变滞回环。最后，通过有限元模拟可以分别得到2组不同压-压循环载荷作用下的模型参数Δεp、Δσ和a，载荷大小与裂纹萌生试验相同；
(5)通过(1)-(4)可以得到材料系数PD、S、Dc和E，2组裂纹萌生寿命试验值Nobserve，还有2组不同压-压循环载荷作用下的模型参数Δεp、Δσ和a，将他们带入公式(1)，就可以分别建立2组不同压-压循环载荷作用下的裂纹萌生寿命预测方程，其中只有材料常数k和n是未知量，联立求解即可确定k和n。
本发明的优点：
优点1：传统的裂纹萌生寿命预测方法，主要预测试件在拉-拉循环载荷作用下的裂纹萌生寿命，而对于试件在压-压循环载荷作用下的裂纹萌生问题就不再适用。研究发现，本发明可以很好的预测试件在压-压循环载荷作用下的裂纹萌生寿命，预测值与试验值吻合较好，具有可行性；
优点2：本发明可以通过建立压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命模型，准确预测试件在压-压循环载荷作用下的裂纹萌生寿命，为工程结构寿命预测提供理论依据，避免进行大量试验，节约设计成本；
优点3：一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法适用于不同金属材料试件，首先进行2组不同压-压循环载荷作用下的裂纹萌生试验，获得裂纹萌生寿命试验值Nobserve，并反求出材料常数k和n，然后通过有限元模拟确定试件在不同压-压循环载荷作用下的模型参数Δεp、Δσ和a，最后将模型参数带入到裂纹萌生寿命模型，就可以获得试件在不同压-压循环载荷作用下的裂纹萌生寿命预测值Npredict。
附图说明
图1为V型缺口试件示意图。
图2为防失稳夹具给V型缺口试件施加压-压循环载荷示意图。
图3为V型缺口试件有限元模型示意图。
图4应力应变滞回环简化示意图。
图中标号说明如下：
1-V型缺口试件；2-防失稳夹具；3-压-压循环载荷；4-有限元载荷；5-滑块；
6-缺口网格细化图；7-有限元约束；8-真实应力应变滞回环；9-简化应力应变滞回环。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合附图和具体实例进行说明
本发明研究的材料是7075-T6铝合金，抗拉强度为530Mpa、屈服强度为464Mpa、延伸率为11％、泊松比为0.33，通过查阅参考文献可以依次确定PD＝10％、S＝6MPa、Dc＝0.99、E＝66010MPa；
加工2件V型缺口试件，为了保证V型缺口试件的加工精度，采用线切割中的慢走丝切割方法来加工V型缺口，如图1所示；
本发明使用Instron8801疲劳试验机进行相关试验研究(载荷控制、正弦波形、频率6Hz)，考虑到试验机给V型缺口试件施加压缩载荷时可能会出现压缩失稳，存在安全隐患，因此，本发明专门设计了一套新型防失稳夹具，具有良好的防失稳特性，采用防失稳夹具给V型缺口试件施加压-压循环载荷，如图2所示。然后，分别在2组压-压循环载荷作用下进行V型缺口试件裂纹萌生试验，载荷大小如表1中的Z1和Z2所示；
表1压-压循环载荷
Figure BDA0003593944820000041
由于裂纹萌生长度较小，而且与拉-拉循环载荷作用下的裂纹相比，压-压循环载荷作用下的裂纹观测难度更大，因此试验过程中使用移动显微镜进行裂纹长度观测，显微镜的放大倍数为166.5，人们可以在计算机上实时观察和记录裂纹萌生的全过程。本发明规定当裂纹长度等于0.1mm时，对应的压-压循环载荷数作为裂纹萌生寿命试验值Nobserve，通过试验可以得到Z1和Z2组的裂纹萌生寿命试验值分别是Nobserve(1)＝465和Nobserve(2)＝803；
本发明在ANSYS中采用PLANE183单元建立V型缺口试件的有限元模型，如图3所示，模型总单元数为8382，总节点数为25688；由于在压-压循环载荷作用下V型缺口试件缺口根部出现明显的应力集中，应力应变比较复杂，因此对缺口处的网格进行了细化以保证计算结果的精度，节点最小间距为0.03mm；为了准确模拟新型防失稳夹具给V型缺口试件施加载荷的过程中，采用两个滑块以平面接触的方式为V型缺口试件施加压-压循环载荷，同时使用TARGE169和CONTA172单元在滑块和V型缺口试件之间建立接触面，提高有限元结果的准确性；
有限模型分别在Z1和Z2压-压循环载荷作用下，循环加载20次，并得到此时V型缺口试件根部节点Y方向的应力应变数据，根据有限元模拟数据画出真实应力应变滞回环，为了方便获得模型参数Δεp、Δσ和a，需要对真实应力应变滞回环做一些简化，并得到简化应力应变滞回环，如图4所示。简化过程如下，为了使应力应变曲线关于横轴对称，本发明保留真实应力应变曲线的正应力部分，并将正应力部分关于横轴对称，因此可以得到完整的应力应变滞回环，同时假设当材料处于塑性变形阶段时，应力幅值Δσ＝2σ2保持不变，由此可以得到简化应力应变滞回环。最后，通过有限元模拟可以得到Z1组的模型参数分别是Δεp(1)＝0.0334、Δσ(1)＝1050MPa和a(1)＝0.07；Z2组的模型参数分别是Δεp(2)＝0.0261、Δσ(2)＝1028MPa和a(2)＝0.0571；
分别将Z1和Z2组的材料系数、模型参数和裂纹萌生寿命试验值Nobserve带入压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命预测模型中，联立求解可以确定材料常数k＝0.273和n＝-0.362；
Figure BDA0003593944820000051
通过有限元模型，模拟V型缺口试件在4组不同压-压循环载荷作用下的应力应变响应，载荷大小如表1中的Z3-Z6所示，然后分别确定4组模型参数Δεp、Δσ和a，最后将4组模型参数分别带入裂纹萌生寿命预测模型中，并得到裂纹萌生寿命预测值Npredict，4组模型参数和裂纹萌生寿命预测值Npredict如表2所示。
表2 4组模型参数和裂纹萌生寿命预测值
Figure BDA0003593944820000052

Claims (8)

1.一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：基于损伤力学理论建立压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命预测模型：
Figure FDA0003593944810000011
式中：N是裂纹萌生寿命；pD是累积塑性应变门槛值；E弹性模量；S是损伤的能量强度；Dc是损伤临界值；Δεp是塑性应变幅值；Δσ是应力幅值；a是应力应变滞回环偏移距离；k和n是材料常数；
步骤2：确定材料常数k和n，PD、S、Dc和E是与材料相关的系数，从参考文献(J.勒迈特.损伤力学教程[M].科学出版社,1996.)中得到，Δεp、Δσ和a与载荷相关，在不同压-压循环载荷作用下通过有限元模拟得到；为了确定材料常数k和n，需要先进行2组不同压-压循环载荷作用下的裂纹萌生试验，并获得2组裂纹萌生寿命试验值Nobserve，然后通过有限元模拟分别得到2组不同压-压循环载荷作用下的模型参数Δεp、Δσ和a，最后将它们带入公式(1)，分别建立2组不同压-压循环载荷作用下的裂纹萌生寿命预测方程；
步骤3：预测裂纹萌生寿命，在步骤2中确定材料常数k和n之后，此时裂纹萌生寿命预测模型中的变量只有和载荷相关的模型参数Δεp、Δσ和a；因此，首先通过有限元模拟V型缺口试件在不同压-压循环载荷作用下的应力应变响应，然后分别确定模型参数Δεp、Δσ和a，求解过程和步骤2中一样；最后将文系数PD、S、Dc和E，步骤2中确定的材料常数k和n，还有步骤3中确定的模型参数Δεp、Δσ和a依次带入到公式(1)，获得V型缺口试件在相应压-压循环载荷作用下的裂纹萌生寿命预测值Npredict。
2.根据权利要求1所述的一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法，其特征在于：参考ASTM-E647试验标准加工2件V型缺口试件，并利用防失稳夹具，防止V型缺口试件在压-压循环载荷作用下发生失稳破坏，出现危险；使用夹具分别给2件V型缺口试件施加不同的压-压循环载荷。
3.根据权利要求2所述的一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法，其特征在于：加工2件V型缺口试件，为了保证V型缺口试件的加工精度，采用线切割中的慢走丝切割方法来加工V型缺口。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法，其特征在于：使用移动显微镜观测裂纹长度，当V型缺口试件裂纹长度达到0.1mm时，记录此时的载荷循环数作为裂纹萌生寿命试验值Nobserve，通过进行2组不同压-压循环载荷作用下的裂纹萌生试验，得到2组裂纹萌生寿命试验值Nobserve。
5.根据权利要求4所述的一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法，其特征在于：显微镜的放大倍数为166.5。
6.根据权利要求1或2所述的一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法，其特征在于：在ANSYS软件中建立V型缺口试件的有限元模型，采用PLANE183单元建立有限元模型，模型总单元数为8382，总节点数为25688，节点最小间距为0.03mm；然后设置载荷和位移约束，并施加20次压-压循环载荷，进行有限元求解。
7.根据权利要求6所述的一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法，其特征在于：有限元计算结束后，进入ANSYS软件自带的通用后处理模块查看V型缺口试件的应力应变云图，并输出第20次压-压循环载荷作用过程中，V型缺口试件根部节点Y方向的应力应变数据，然后根据有限元数据画出真实应力应变滞回环，其中σ1是最小应力，σ2是最大应力，a是应力应变滞回环偏移距离，Δεp是塑性应变幅值，Δσ是应力幅值，为了方便获得模型参数Δεp、Δσ和a，需要对真实应力应变滞回环做简化，并得到简化应力应变滞回环。
8.根据权利要求7所述的一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法，其特征在于：简化过程如下，为了使应力应变曲线关于横轴对称，保留真实应力应变曲线的正应力部分，并将正应力部分关于横轴对称，得到完整的应力应变滞回环，同时设当材料处于塑性变形阶段时，应力幅值Δσ＝2σ2保持不变，由此得到简化应力应变滞回环；最后，通过有限元模拟分别得到2组不同压-压循环载荷作用下的模型参数Δεp、Δσ和a，载荷大小与裂纹萌生试验相同。
CN202210383976.6A 2022-04-13 2022-04-13 一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法 Pending CN114858585A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210383976.6A CN114858585A (zh) 2022-04-13 2022-04-13 一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210383976.6A CN114858585A (zh) 2022-04-13 2022-04-13 一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114858585A true CN114858585A (zh) 2022-08-05

Family

ID=82631967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210383976.6A Pending CN114858585A (zh) 2022-04-13 2022-04-13 一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114858585A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080052014A1 (en) * 2004-07-09 2008-02-28 Masahiro Toyosada Fatigue Crack Growth Curve Estimation Method, Estimation Program, And Estimation Device
CN106568662A (zh) * 2016-11-08 2017-04-19 北京航空航天大学 双向疲劳裂纹扩展速率测试方法及测试***
CN108693055A (zh) * 2018-06-19 2018-10-23 西南交通大学 薄片试样的材料疲劳性能获取方法
CN109142049A (zh) * 2018-07-24 2019-01-04 北京工业大学 一种基于小裂纹扩展速率模型的疲劳寿命预测方法
CN111737861A (zh) * 2020-06-09 2020-10-02 西北工业大学 基于不确定性预测试件安全断裂疲劳寿命的方法
WO2021227925A1 (zh) * 2020-05-09 2021-11-18 清华大学 基于主载荷模式的缺口件疲劳寿命预测方法及预测装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080052014A1 (en) * 2004-07-09 2008-02-28 Masahiro Toyosada Fatigue Crack Growth Curve Estimation Method, Estimation Program, And Estimation Device
CN106568662A (zh) * 2016-11-08 2017-04-19 北京航空航天大学 双向疲劳裂纹扩展速率测试方法及测试***
CN108693055A (zh) * 2018-06-19 2018-10-23 西南交通大学 薄片试样的材料疲劳性能获取方法
CN109142049A (zh) * 2018-07-24 2019-01-04 北京工业大学 一种基于小裂纹扩展速率模型的疲劳寿命预测方法
WO2021227925A1 (zh) * 2020-05-09 2021-11-18 清华大学 基于主载荷模式的缺口件疲劳寿命预测方法及预测装置
CN111737861A (zh) * 2020-06-09 2020-10-02 西北工业大学 基于不确定性预测试件安全断裂疲劳寿命的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨晓光;黄佳;王井科;胡晓安;石多奇;: "定向凝固镍基高温合金缺口低循环疲劳性能及寿命预测", 航空学报, no. 07, 9 January 2013 (2013-01-09) *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108204925B (zh) 复合材料的疲劳寿命预测方法及预测***
CN105426595A (zh) 一种铝合金热弹塑性变形模拟用本构模型的建立方法
Tardif et al. Determination of anisotropy and material hardening for aluminum sheet metal
Chantzis et al. An industrial workflow to minimise part distortion for machining of large monolithic components in aerospace industry
Wang et al. Effect of constraint induced by crack depth on creep crack-tip stress field in CT specimens
CN110717298B (zh) 一种积分型静力渐进损伤破坏模型的试验数据处理方法
Orbanić et al. A neural network approach to describing the fretting fatigue in aluminium-steel couplings
Maximov et al. The benefit from an adequate finite element simulation of the cold hole expansion process
CN109948216B (zh) 总应变能密度修正的缺口件低周疲劳预测方法
Eklind et al. High cycle fatigue crack growth in Mode I of adhesive layers: modelling, simulation and experiments
CN114858585A (zh) 一种压-压循环载荷作用下裂纹萌生寿命的预测方法
CN113720706A (zh) 一种混合结构三钉连接件热疲劳试验的热应力等效方法
CN108414324A (zh) 一种用于纯ⅱ型动态断裂的试验件及实验方法
CN109490334B (zh) 一种运用残余应力预测模型的t字型锻件无损测试方法
Wei et al. Inverse identification of cohesive zone parameters for sintered nano-silver joints based on dynamic convolution neural network
CN115458079A (zh) 一种疲劳裂纹扩展寿命扩展有限元分析方法
Nordmann et al. A damage mechanics based cohesive zone model with damage gradient extension for creep-fatigue-interaction
Köllner An analytical framework for the structural stability analysis of damageable structures and its application to delaminated composites
CN109992853B (zh) 一种表面强化金属部件的残余应力场数值重建方法
Scorza et al. Tension failure assessment at lug hole edges
CN114186461B (zh) 一种多轴疲劳寿命预测方法
Davidson et al. Multiscale fatigue modeling of composites
Huang et al. Sensitivity Study of Self-Piercing Rivet Insertion Process Using Smoothed Particle Galerkin Method
Saeed et al. Fabrication of Automated Desktop Universal Tensile Testing Machine
Berczyński et al. Simulation of the process of metal hardness measurement by the rockwell method

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination