对热老化材料低周疲劳寿命的预测方法与流程

技术特征：
1.一种对热老化材料低周疲劳寿命的预测方法，其特征在于，包括：s1确定材料在未老化的疲劳强度系数σ'
f
、疲劳强度指数b、循环强度系数k和循环应变硬化指数n，确定所述材料在不同老化时间下的疲劳强度系数σ'
f
、疲劳强度指数b、循环强度系数k和循环应变硬化指数n，并建立与老化时间的函数关系；s2根据k、n、σ'
f
、b确定疲劳延性系数ε'
f
和疲劳延性指数c与老化时间的关系；s3将σ'
f
、b、ε'
f
、c代入basquin-manson-coffin方程中，得到适用于不同老化时间的低周疲劳寿命预测方程。2.根据权利要求1所述的对热老化材料低周疲劳寿命的预测方法，其特征在于，所述预测方法还包括：s4测量所述材料未老化及所述材料的老化的应变-寿命曲线。3.根据权利要求2所述的对热老化材料低周疲劳寿命的预测方法，其特征在于，所述测量所述材料未老化及所述材料的老化的应变-寿命曲线具体为：材料在未老化时，在应变幅值分别为0.2％，0.3％，0.4％，0.6％及0.8％时的疲劳寿命随热老化时间的变化；所述材料在老化1000小时，在应变幅值分别为0.2％，0.3％，0.4％，0.6％及0.8％时的疲劳寿命随热老化时间的变化；所述材料在老化3000小时，在应变幅值分别为0.2％，0.3％，0.4％，0.6％及0.8％时的疲劳寿命随热老化时间的变化；所述材料在老化5000小时，在应变幅值分别为0.2％，0.3％，0.4％，0.6％及0.8％时的疲劳寿命随热老化时间的变化。4.根据权利要求3所述的对热老化材料低周疲劳寿命的预测方法，其特征在于，材料的循环应力-应变行为反映了材料在低周疲劳加载条件下的真实应力-应变特性，其稳定条件下的应力幅与应变幅通常可以ramberg-osgood定律来表达:其中，ε
a
为总应变幅，σ
a
/e为弹性应变部分，(σ
a
/k)
1/n
为塑性应变部分，应力幅值取半寿命处应力幅值。通过拟合不同应变幅值下塑性应变与应力幅值的数据，即可获得循环强度系数k和循环应变硬化指数n。5.根据权利要求4所述的对热老化材料低周疲劳寿命的预测方法，其特征在于，根据basquin-manson-coffin以及ramberg-osgood公式，通过最小二乘法拟合未老化及不同老化时间下应变幅值和应变幅的数据，可以得到相应的疲劳强度系数σ'
f
、疲劳强度指数b、循环强度系数k和循环应变硬化指数n。6.根据权利要求5所述的对热老化材料低周疲劳寿命的预测方法，其特征在于，将疲劳强度系数σ'
f
、疲劳强度指数b、循环强度系数k和循环应变硬化指数n与老化时间进行关联，这些参数与老化时间之间具有相近的指数型关系。7.根据权利要求6所述的对热老化材料低周疲劳寿命的预测方法，其特征在于，使用相同的方程形式，分别对每个参数与老化时间之间的关系进行拟合。拟合后疲劳强度系数σ'
f
与老化时间的关系如公式(3)所示，疲劳强度指数b与老化时间的关系如公式(4)所示，循环强度系数k与老化时间的关系如公式(5)所示，循环应变硬化指数n与老化时间关系如公式(6)所示。
8.根据权利要求7所述的对热老化材料低周疲劳寿命的预测方法，其特征在于，根据k、n、σ'
f
、b确定疲劳延性系数ε'
f
和疲劳延性指数c与老化时间的关系；将ramberg-osgood代入basquin-manson-coffin方程中，可以得到疲劳延性系数ε'
f
、疲劳延性指数c和另外四个参数之间的关系：劳延性指数c和另外四个参数之间的关系：将公式(3)-(6)代入公式(7)-(8)中。9.根据权利要求8所述的对热老化材料低周疲劳寿命的预测方法，其特征在于，得到疲劳延性系数εf、疲劳延性指数c与老化时间的关系：劳延性系数εf、疲劳延性指数c与老化时间的关系：10.根据权利要求9所述的对热老化材料低周疲劳寿命的预测方法，其特征在于，将公式(2)、(3)、(7)、(8)代入basquin-manson-coffin 方程中，可以得出材料16mnd5的适用于不同热老化时间的疲劳寿命预测方程式为：
11.根据权利要求10所述的对热老化材料低周疲劳寿命的预测方法，其特征在于，根据式(11)对材料进行低周疲劳寿命预测，与实际试验结果相对比，该预测模型结果与试验结果相比。

技术总结
本发明提供了一种对热老化材料低周疲劳寿命的预测方法，包括：S1确定材料在未老化的疲劳强度系数σ'


技术研发人员：邢睿思 王龙 宋俊柏 孔凡金 刘武刚 苏蕴荃 吴振强 侯传涛 任方
受保护的技术使用者：北京强度环境研究所
技术研发日：2021.09.06
技术公布日：2022/5/20