The invention discloses a method to predict the failure probability of a brittle material in high temperature creep conditions, which on the basis of existing technology, combined with the nature of the internal defects of brittle materials with random distribution, assuming uniaxial creep failure strain obeys Weibull distribution, the probability density distribution curve of uniaxial creep failure strain by uniaxial creep test through the transformation, and multi axial creep failure strain under uniaxial and multiaxial creep strain by failure probability density function, and the integral calculation model of failure probability; on this basis, combined with the creep damage constitutive equation, the use of Fortran language subroutine and embedded into the finite element software, and then get the prediction results of failure probability brittle materials in high temperature creep under the condition of the. The present invention solves the technical problem that the existing technology can not carry out the reliability prediction of brittle materials under the condition of high temperature creep, and the obtained prediction results are true, accurate, reasonable and reliable.
【技术实现步骤摘要】
一种脆性材料在高温蠕变状态下失效概率的预测方法
本专利技术涉及可靠性工程
,具体涉及一种脆性材料在高温蠕变状态下失效概率的预测方法。
技术介绍
当今国内外的失效评定工作主要采用确定性断裂力学方法的“合乎使用”原则,该方法取结构、缺陷、材料性能等参数的某一个给定值,配合一定的安全系数进行分析,给出安全或不安全的评定结果。然而,在实际工程中,脆性材料内部缺陷随机分布,其结构尺寸、材料性能参数、载荷等也都有不确定性,可视为具有一定分布的随机变量。因此,确定性断裂力学将所有参量都作为单值确定量的处理方法,会使评定结构与实际情况产生较大偏差甚至得到错误的评定结果。为了研究各种不确定性因素对结构失效的影响,定量评估含缺陷结构的安全性,出现了概率断裂力学评定方法。概率断裂力学将不确定性变量视作服从一定分布的随机变量,采用失效概率表示危险程度,为工程应用中评价构件安全程度提供精确的定量指标,并可以应用这种理论和方法指导可靠性设计和寿命预测。现有的威布尔分布(即Weibull分布,也称作韦伯分布或韦氏分布)失效概率计算表达式以应力为基础,然而,脆性材料在高温蠕变状态下,不可避免地会发生应力松弛效应,应力迅速减小,接近于零。此时,若采用基于应力的计算表达式来计算失效概率,将会产生很大的偏差,甚至会出现相反的结论。因此,现有技术的威布尔失效概率计算表达式并不适合评价脆性材料在高温蠕变状态下的可靠性,需要建立新型的失效概率计算模型。
技术实现思路
为了解决现有技术中威布尔失效概率计算表达式存在的不足,本专利技术旨在根据威布尔理论以及脆性材料单轴蠕变失效应变呈概率分布的自然属性, ...
【技术保护点】
一种脆性材料在高温蠕变状态下失效概率的预测方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步,根据脆性材料内部缺陷随机分布的自然属性,假定反应脆性材料属性的单轴蠕变失效应变εf服从威布尔分布;则单轴蠕变失效应变的概率密度函数f(εf)满足下式(1):
【技术特征摘要】
1.一种脆性材料在高温蠕变状态下失效概率的预测方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步,根据脆性材料内部缺陷随机分布的自然属性,假定反应脆性材料属性的单轴蠕变失效应变εf服从威布尔分布;则单轴蠕变失效应变的概率密度函数f(εf)满足下式(1):上式(1)中:η为变量的尺度参数,η>0;β为变量的形状参数,β>0;第二步,根据下式(2)所示的单轴与多轴蠕变失效应变εf*的转化关系,根据数学转换关系,得到如下式(3)所示的多轴蠕变失效应变的概率密度分布函数f(εf*):上式(2)中:σm是指材料所承受的静水应力;σeq为米塞斯应力;n表示蠕变指数;为与单轴蠕变失效应变无关的系数;得出多轴蠕变失效应变εf*服从威布尔分布,多轴蠕变失效应变的概率密度分布函数的数学表达式(3)为:第三步,依据结构失效的条件为等效蠕变应变值εe大于多轴蠕变失效应变值εf*的原则,对多轴蠕变失效应变的概率密度分布函数的数学表达式(3)进行积分,即得到如下式(4)所示的失效...
【专利技术属性】
技术研发人员:张玉财,蒋文春,赵慧琴,涂善东,解学方,
申请(专利权)人:中国石油大学华东,
类型:发明
国别省市:山东,37
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