一种含多尺度缺陷金属断裂失效行为的分析方法技术

本发明专利技术涉及材料断裂失效分析领域，具体提供一种含多尺度缺陷金属断裂失效行为的分析方法，该分析方法中，金属材料中应含有至少两个尺度的缺陷。在本发明专利技术中，通过从小尺度到大尺度逐级预测各缺陷外周的力学性能，最终预测金属材料的断裂失效行为。通过上述方式预测金属材料的断裂失效区域，能够将第二缺陷至第N缺陷对基体性能的影响添加入有限元分析模型的分析过程中，降低第二缺陷至第N缺陷对分析预测的干扰。同时，依次预测第N‑1外周至第一外周的相关力学性能参数，与直接将远离缺陷外周的基体的相关力学性能参数作为配置参数相比，本发明专利技术提供的一种含多尺度缺陷金属断裂失效行为的分析方法，断裂失效分析预测的结果更精准。

【技术实现步骤摘要】
一种含多尺度缺陷金属断裂失效行为的分析方法
本专利技术涉及材料断裂失效分析领域，具体涉及一种通过CT扫描和有限元分析技术，对含有多尺度缺陷的金属材料进行断裂失效行为分析预测的分析方法。
技术介绍
唯象学模型虽然在材料性能和寿命预测方面比较准确，但其将材料假想为连续均匀的整体，常忽略局部缺陷作用，而在失效分析案例中，内部缺陷导致的断裂失效不在少数，构件内部缺陷的检测评估在失效分析中具有重要的作用。超声波探伤是目前最广泛的内部缺陷探伤方法，能够快速准确的获取构件内部的缺陷，但其探伤图像的分辨率较低，缺陷三维形貌特征不明显，不适合进行定量化分析，尤其是在分析多尺度缺陷发生交互作用时，难以获得准确的评估效果。工业CT探伤是一种新型探伤方法，能够准确地获取材料内部缺陷的特征，通过调整CT仪的扫描倍率可以获得不同尺度下缺陷的三维形貌，在定量分析内部缺陷的类型、尺寸、形貌、分布等方面具有优势。基于CT扫描的定量结果，结合有限元软件可以对关键缺陷位置处进行定量分析。现有的分析预测中，可通过CT扫描和有限元分析技术，对金属材料进行性能分析预测。当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含多尺度缺陷金属断裂失效行为的分析方法，其特征在于，/n通过CT扫描仪和有限元分析程序对金属材料的断裂失效行为进行分析预测，所述金属材料中含有至少两个尺度的缺陷，所述各尺度的缺陷根据缺陷的体积从大到小分别为第一缺陷至第N缺陷；所述第一缺陷至第N缺陷的外周分别为第一外周至第N外周；所述第N外周为已知力学性能参数的现有结构；/n所述多尺度金属有限元分析方法通过以下步骤实现：/nS1：制备试样，并通过CT扫描仪扫描所述试样，当所述试样的第一缺陷形貌清晰时，获取试样的第一倍率三维扫描图像；/nS2：调整CT扫描仪的放大倍数，逐级扫描所述第一外周至第N外周，获取所述第一外周至第N-1外周的第二倍...

【技术特征摘要】
1.一种含多尺度缺陷金属断裂失效行为的分析方法，其特征在于，
通过CT扫描仪和有限元分析程序对金属材料的断裂失效行为进行分析预测，所述金属材料中含有至少两个尺度的缺陷，所述各尺度的缺陷根据缺陷的体积从大到小分别为第一缺陷至第N缺陷；所述第一缺陷至第N缺陷的外周分别为第一外周至第N外周；所述第N外周为已知力学性能参数的现有结构；
所述多尺度金属有限元分析方法通过以下步骤实现：
S1：制备试样，并通过CT扫描仪扫描所述试样，当所述试样的第一缺陷形貌清晰时，获取试样的第一倍率三维扫描图像；
S2：调整CT扫描仪的放大倍数，逐级扫描所述第一外周至第N外周，获取所述第一外周至第N-1外周的第二倍率三维扫描图像至第N倍率三维扫描图像；
S3：分别将第N倍率三维扫描图像至第一倍率三维扫描图像进行可视化处理，获取第N倍率三维结构模型至第一倍率三维结构模型；分别将第N倍率三维结构模型至第一倍率三维结构模型输入有限元分析程序，获得第N倍率有限元分析模型至第一倍率有限元分析模型；
设置各外周和各缺陷的相关力学性能参量，通过第N倍率有限元分析模型至第一倍率有限元分析模型从高倍率至低倍率依次预测，依次预测的内容包括第N-1外周至第一外周的相关力学性能以及待预测的金属材料的断裂失效行为；
所述第N-1外周至第一外周的相关力学性能参量分别由第N倍率有限元分析模型至第二倍率有限元分析模型预测获得。


2.如权利要求1所述的含多尺度缺陷金属断裂失效行为的分析方法，其特征在于，
所述第一缺陷至第N缺...

【专利技术属性】
技术研发人员：田力男，刘珑，丁宁，郭卫民，侯南，李囡，
申请(专利权)人：山东省分析测试中心，
类型：发明
国别省市：山东;37