一种预测金属材料高温松弛应力的方法技术

本发明专利技术提供了一种金属材料高温松弛应力的预测方法，属于材料服役寿命预测领域，是一种用较为短时间的应力松弛数据预测长时间松弛应力的方法，解决了现有的预测方法中数据时间长度依赖性大，预测结果精度不高的问题。本发明专利技术用短时间松弛数据预测长时间松弛应力的方法，实验时间短，节约人力和物力；在预测长时间松弛应力时考虑了模型参数随着时间的变化规律，提高预测结果的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属材料高温松弛应力的预测方法，属于材料服役寿命预测领 域，是一种用较为短时间的应力松弛数据预测长时间松弛应力的方法
技术介绍
应力松弛是各种材料在服役过程中普遍存在的一种应力衰退现象，是在应力作用 下材料内部弹性分量逐渐转变为塑性分量的结果。应力松弛现象是导致高温紧固件失效的 主要形式之一，如螺栓，弹簧等。因此，对于有紧固作用零部件的材料，需要测量其松弛性 能。 通常，由应力松弛实验测得的松弛应力-时间关系，在合适的松弛模型基础上进 行直接拟合外推出长时间的松弛应力。用此种方法进行的松弛应力预测时，一般认为，若要 准确预测长时间的松弛应力，需要展开较为长时的松弛实验。但是目前普遍使用的这一方 法面临两个方面的问题：（1)长时间的松弛实验耗费时间长，过程控制的精度要求高，提高 了松弛实验的难度；（2)即使实施了数千小时甚至更长时间的松弛实验，其长时间预测结 果的精度依然可能存在问题。因此，基于通用的预测方法存在的以上问题，提出了本专利技术一 种金属材料高温松弛应力的预测方法以利用短时间的松弛实验数据，达到较为准确的预测 长时间的松弛应力的目的。
技术实现思路
本专利技术解决了现有的预测方法中数据时间长度依赖性大，预测结果精度不高的问 题，提供了一种短时间松弛数据预测长时间松弛应力的高精度预测方法。 本专利技术采用的技术方案如下： a.试样在温度400 °C~1200°C中2~IOh后以0· 0001mm/s~10mm/s速率加载 到初始应力或在温度400°C~1200°C中2~IOh后以0· 0001mm/s~10mm/s速率加载到 0. 1 %~2. 0 %的预应变，保持应变恒定不变； b.记录应力O与时间t的关系，将步骤a中的松弛应力O与时间t关系按照不 同的时间长度进行数据分组；，，，"*，，"*，; C.根据步骤b中分组数据，采用松弛模型（1)分别进行拟合，得出各分组的参数 a，b 值， 〇t(a, b,t) = 〇〇-aln(bt+l) (I) d.根据步骤c中拟合得到各分组参数a，b分别与时间&建立关系模型⑵与 (3)：【主权项】1. ，其特征在于以下步骤： a. 试样在温度400°C~1200°C中2~IOh后以0. 0001mm/s~10mm/s速率加载到初始 应力或在温度400°C~1200°C中2~IOh后以0· 0001mm/s~10mm/s速率加载到0· 1%~ 2. 0 %的预应变，保持应变恒定不变； b. 记录应力σ与时间t的关系，将步骤a中的松弛应力σ与时间t关系按照不同的 时间长度进行数据分组：IX，t2]，IX，t 3]，IX，t4]，…，IX，tj，…，IX，tn]; C.根据步骤b中分组数据，采用松弛模型（1)分别进行拟合，得出各分组的参数a，b 值， σ t (a, b, t) = 〇〇-aln(bt+l) (I) d. 根据步骤c中拟合得到各分组参数a，b分别与时间&建立关系模型（2)与（3): at. = % + U2Inti (2) \ W2 (3) e. 若预测材料在&时间的松弛应力Gti，首先需将时间&代入式（2)，（3)，求得、时 间的参数a ti，bti，再将Clv bti与时间&代回式（1);根据计算预测模型〇t=f(a，b，t) 中参数a，b与时间t的关系进行预测。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的松弛模型⑴为： σ =a(t+b)n+c，此模型的参数为a，b，c; 或 In (tanh (a σ +b) -In (tanh (a σ Q+b) = act，此模型的参数为 a，b，c ; 或σ = (at+bσ(l)/(t+b)，此模型的参数为a，b。【专利摘要】本专利技术提供了一种金属材料高温松弛应力的预测方法，属于材料服役寿命预测领域，是一种用较为短时间的应力松弛数据预测长时间松弛应力的方法，解决了现有的预测方法中数据时间长度依赖性大，预测结果精度不高的问题。本专利技术用短时间松弛数据预测长时间松弛应力的方法，实验时间短，节约人力和物力；在预测长时间松弛应力时考虑了模型参数随着时间的变化规律，提高预测结果的精度。【IPC分类】G01N3-00【公开号】CN104729909【申请号】CN201510121427【专利技术人】赵杰, 程从前, 曹铁山 【申请人】大连理工大学【公开日】2015年6月24日【申请日】2015年3月17日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预测金属材料高温松弛应力的方法，其特征在于以下步骤：a.试样在温度400℃～1200℃中2～10h后以0.0001mm/s～10mm/s速率加载到初始应力或在温度400℃～1200℃中2～10h后以0.0001mm/s～10mm/s速率加载到0.1％～2.0％的预应变，保持应变恒定不变；b.记录应力σ与时间t的关系，将步骤a中的松弛应力σ与时间t关系按照不同的时间长度进行数据分组：[t1，t2]，[t1，t3]，[t1，t4]，…，[t1，ti]，…，[t1，tn]；c.根据步骤b中分组数据，采用松弛模型(1)分别进行拟合，得出各分组的参数a，b值，σt(a,b,t)＝σ0‑aln(bt+1)   (1)d.根据步骤c中拟合得到各分组参数a，b分别与时间ti建立关系模型(2)与(3)：ati=a1+a2lnti---(2)]]>bti=b1tib2---(3)]]>e.若预测材料在ti时间的松弛应力首先需将时间ti代入式(2)，(3)，求得ti时间的参数再将与时间ti代回式(1)；根据计算预测模型σt＝f(a,b,t)中参数a,b与时间t的关系进行预测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵杰，程从前，曹铁山，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21