公开信息

含压缩加载条件下的钛合金疲劳裂纹萌生寿命预测方法

专利类型：

发明授权

申请(专利)号：

CN202311248395.2

申请日：

2023-09-26

授权公告号：

CN117195655B

授权公告日：

2026-07-28

申请人：

上海交通大学

地址：

200240 上海市闵行区东川路800号

发明人：

李细锋; 雷奕文; 陈军; 安大勇; 吴会平

专辑：

信息科技

专题：

计算机软件及计算机应用

主分类号：

G06F30/23

分类号：

G06F30/23;G06F119/04;G06F119/14

国省代码：

31

页数：

12

代理机构：

上海科盛知识产权代理有限公司

代理人：

林君如

主权项：

1.一种含压缩加载条件下的钛合金疲劳裂纹萌生寿命预测方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤：S1：建立钛合金材料在含周期性压缩载荷作用下的疲劳裂纹萌生寿命预测模型；S2：基于所建立的寿命预测模型开展有限元仿真,计算钛合金复杂结构件在周期载荷作用下的损伤演化过程,并预测其疲劳裂纹萌生寿命；所述步骤S1包括如下子步骤：S11：基于损伤力学理论定义损伤变量和微缺陷闭合参数,描述材料在压缩载荷作用下部分微缺陷闭合进而承载能力恢复的现象,得到考虑材料微缺陷部分闭合现象后的材料有效拉梅常数；S12：建立耦合损伤的材料应力-应变本构关系；S13：建立考虑材料微裂纹闭合的各向同性弹性损伤演化方程；所述步骤S13中考虑材料微裂纹闭合的各向同性弹性损伤演化方程为： 式中,为损伤变量变化率,n为级数的项数,为材料参数,分别为两个拉梅常数对应的微缺陷闭合参数；代表正的主应变张量分量,代表负的主应变张量分量；对于单轴应力状态,,所述步骤S13中考虑材料微裂纹闭合的各向同性弹性损伤演化方程表示为： 式中,为泊松比； 和分别为材料在受拉和受压状态下的有效拉梅常数；D为损伤变量。

摘要：

本发明涉及含压缩加载条件下的钛合金疲劳裂纹萌生寿命预测方法,该方法基于各向同性弹性模型,通过引入微缺陷闭合参数来描述钛合金材料在承受压缩载荷时承载能力部分恢复的现象,并建立了相应的耦合损伤的材料应力-应变本构关系以及损伤演化方程,获得适用于承受含循环压缩载荷的材料的裂纹萌生寿命预测模型。基于该损伤模型,借助有限元软件ABAQUS并以振动加载条件为例,实现材料在承受拉-压对称循环载荷下的疲劳裂纹萌生寿命预测。与现有技术相比,本发明的方法可以有效地预测钛合金材料在含压缩载荷条件下的疲劳损伤演化过程和疲劳裂纹萌生寿命,大幅减少试验成本,具有较强的创新性和工程应用价值。

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