The invention discloses a multi axis thermo mechanical fatigue life prediction method based on the linear damage accumulation. According to the damage mechanism under the load of the heat engine, the method can calculate the damage of each part respectively, and use the linear damage accumulation criterion to superimpose the damage of each part of the material to the fatigue damage of the material, and then the life prediction is carried out. . The method is convenient to use, does not contain any empirical constants, and has wide application scope, and is not limited by loading conditions. Through the verification, the multi axis thermal mechanical fatigue life estimation is achieved with this method, and a good prediction effect is achieved.
【技术实现步骤摘要】
一种基于线性损伤累积的多轴热机械疲劳寿命预测方法
本专利技术涉及疲劳强度领域,特指一种基于线性损伤累积的多轴热机械疲劳寿命预测方法。
技术介绍
服役中的各种航天飞行器、压力容器、核电站、发电厂以及机车的零构件等通常会承受变化的多轴机械载荷与热载荷同时作用,进而产生热机械疲劳损伤。这种复杂的载荷条件大大缩短了各机械零部件的使用寿命同时降低了这些关键零部件的可靠性。因此从理论上系统深入研究多轴热机械疲劳损伤过程及寿命预测方法,有效地提高多轴热机械疲劳寿命预测精度,可以保证设备安全可靠的运行,预防事故的发生、节约成本。目前多轴热机械疲劳的寿命预测主要是把它转化为高温条件下的等温疲劳,而这种情况下往往忽视了热机械疲劳的损伤机理,寿命预测模型的使用受到载荷条件及材料的限制,不能广泛应用于热机械疲劳寿命预测。因此,综合考虑多轴热机械疲劳损伤机理,利用线性损伤累积原则将各种疲劳损伤进行叠加进而得到多轴热机械疲劳损伤,可以广泛应用于各种机械零部件的热机械载荷条件下的寿命预测。因此,研究一种基于线性损伤累积的多轴热机械疲劳寿命预测方法具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对多轴热机械疲劳的发展要求,提出了一种基于线性损伤累积的多轴热机械疲劳寿命预测方法。本专利技术所采用的技术方案为一种基于线性损伤累积的多轴热机械疲劳寿命预测方法,该方法的实现步骤如下:步骤1):将热机械疲劳损伤线性划分为纯机械疲劳损伤,蠕变损伤以及蠕变-疲劳交互作用损伤;步骤2):根据多轴机械载荷条件,找到具有最大法向应变幅的最大剪切应变平面作为纯机械疲劳损伤临界面,并确定临界面上两个最大剪切应变幅 ...
【技术保护点】
1.一种基于线性损伤累积的多轴热机械疲劳寿命预测方法,其特征在于:该方法的实现步骤如下,步骤1):将热机械疲劳损伤DTMF线性划分为纯机械疲劳损伤DPF,蠕变损伤DC以及蠕变‑疲劳交互作用损伤DPFC;步骤2):根据多轴机械载荷条件,找到具有最大法向应变幅Δγmax/2的最大剪切应变
【技术特征摘要】
1.一种基于线性损伤累积的多轴热机械疲劳寿命预测方法,其特征在于:该方法的实现步骤如下,步骤1):将热机械疲劳损伤DTMF线性划分为纯机械疲劳损伤DPF,蠕变损伤DC以及蠕变-疲劳交互作用损伤DPFC;步骤2):根据多轴机械载荷条件,找到具有最大法向应变幅Δγmax/2的最大剪切应变平面作为纯机械疲劳损伤临界面,并确定临界面上两个最大剪切应变幅折返点之间的法向应变幅度值步骤3):确定材料不产生蠕变时的某一温度所对应的单轴等温疲劳参数;步骤4):利用确定的高温疲劳参数结合拉伸型统一多轴疲劳损伤模型并考虑平均应力计算得到纯机械疲劳损伤;考虑平均应力的拉伸型统一多轴疲劳损伤模型公式:其中,σf'、εf'、b、c为不产生蠕变时的较高温度下材料疲劳常数,E为该温度下弹性模量,可由高温单轴数据拟合得到;为临界面上平均应力,可以用来反映不同的相位角对纯机械疲劳损伤的影响;步骤5):将每循环变化的温度及多轴机械载荷按时间轴划分为较小的区间,取区间上温度及机械载荷最大值,当轴向应力为正时,取米塞斯等效应力值作为多轴蠕变持久应力方程计算参量,当轴向应力为负时,取等效应力值为0;各区间上蠕变计算等效应力参量σieq如下式:其中,σimax、τimin分别为第i个区间上轴向和剪切应力最大值;步骤6):结合蠕变持久方程计算得到各载荷下对应的蠕变...
【专利技术属性】
技术研发人员:尚德广,李芳代,王金杰,陶志强,李志高,惠杰,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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