【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料在多步加载的非对称应力循环控制条件下低周疲劳失效寿命的预测方法。
技术介绍
材料/零件在实际服役的过程中，经常受到循环载荷的作用，使得疲劳失效成为零件损坏的主要原因之一。特别是当金属材料/零件所承受循环载荷的平均应力不等于零，载荷幅值不断发生变化且足够大(使材料发生屈服)，便会产生塑性应变不断累积，严重降低了材料/零件的疲劳性能。因此，要确保此类材料/零件使用过程中的可靠性、耐久性和安全性，必须在疲劳设计和安全性评估中考虑材料/零件的非线性疲劳损伤累积特征。在实际服役过程中绝大多数材料/零件承受的载荷都是非对称周期变化的，且非对称循环载荷下材料/零件的疲劳寿命预测问题一直是疲劳研究中的难题。材料的疲劳性能一般以单轴应力-循环次数的形式表示(S-N曲线)，应力随时间的变化也很有规律，如正弦波、方波或脉冲等。S-N曲线是根据材料的疲劳强度实验数据得出的应力S和疲劳寿命N的关系曲线。S-N法主要要求零件有无限寿命或者寿命很长，因而应用在零件受有很低的应力幅或变幅，零件的疲劳失效周次很高，一般大于IO5周次，零件主要只发生弹性变形，亦即所谓高周疲劳的情况。然而，当应力水平较高(较高的应力幅或变幅)时，S-N曲线却无法准确预测材料的疲劳寿命。特别是当材料服役于多步加载的非对称应力循环控制条件时，其低周疲劳失效寿命的预测就显得十分困难。传统的Miner法则采用线性损伤理论来获得材料/零件的疲劳失效寿命，其计算式如下 权利要求1.，其特征在于可以快速地预测金属材料在多步加载的非对称循环应力控制条件下的低周疲劳寿命，该方法的步骤包括 步骤1:在一...
【技术保护点】
一种预测多步加载条件下金属材料低周疲劳寿命的方法，其特征在于可以快速地预测金属材料在多步加载的非对称循环应力控制条件下的低周疲劳寿命，该方法的步骤包括：步骤1：在一系列峰值应力σp和应力幅值σa的条件下，进行非对称循环应力控制的低周疲劳实验，获得材料的低周疲劳寿命；步骤2：根据疲劳实验的工况条件与材料性能，获得单步加载条件下材料疲劳参数FP的计算式为：其中为材料的疲劳极限，E为材料的弹性模量，σp为峰值应力，σa为应力幅值，基于实验测得的材料疲劳寿命，建立材料在单步加载条件下的疲劳寿命预测模型为：Nf＝a1×exp(b1×FP)+a2×exp(b2×FP)，其中Nf为材料在单步加载条件下的低周疲劳寿命，a1，b1，a2和b2为材料常数，它们反应了材料疲劳寿命对疲劳参数FP的敏感程度；步骤3：根据多步加载过程中材料的非线性损伤累积特征，提出多步加载时材料疲劳参数FP′的计算式，建立多步加载的非对称循环应力控制条件下金属材料低周疲劳寿命的预测模型，并预测其疲劳寿命，所述的多步加载的非对称循环应力控制条件下金属材料低周疲劳寿命的预测模型为：Nfp＝a1×exp(b1×FP′)+a2×exp(...
【技术特征摘要】
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