[发明专利]一种含裂纹类缺陷结构的动态断裂评定方法

权利要求书

1.一种含裂纹类缺陷结构的动态断裂评定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、测试结构材料准静态屈服强度σ_y和准静态断裂韧性K_IC；根据待评定结构承受的动态载荷，测试结构材料在不同应变率下的真实应力σ_true-应变ε_true关系曲线，测试结构材料在不同加载速率下的动态断裂韧性K_Id；

S2、拟合构建结构材料动态屈服强度σ_yd与应变率的函数关系表达式拟合构建结构材料等效应力σ_eq与等效应变ε_eq、等效应变率之间的本构关系表达式拟合构建结构材料动态断裂韧性K_Id与加载速率之间的函数关系表达式

S3、确定待评定结构的几何尺寸、边界条件、裂纹参数，根据步骤S2中获得的材料等效应力σ_eq与等效应变ε_eq、等效应变率之间的本构关系表达式，建立含裂纹结构的有限元模型，获得裂尖节点应力强度因子K_I、等效应变ε_eq的时程变化曲线；

S4、对步骤S3中的裂尖节点应力强度因子K_I和等效应变ε_eq分别进行时间求导得到裂尖节点加载速率和等效应变率的时程变化曲线；

S5、计算不同时刻的断裂比K_r＝K_I/K_IC和载荷比L_r＝σ_ref/σ_y，其中σ_ref为参考应力，取为结构特定点的等效应力σ_eq，所述结构特定点满足：若σ_ref＝σ_yd时，结构将发生完全塑性失效；

根据步骤S2中结构材料动态屈服强度σ_yd与应变率之间的函数关系表达式和结构材料动态断裂韧性K_Id与裂尖节点加载速率之间的函数关系表达式，步骤S4中的裂尖节点加载速率和等效应变率的时程变化曲线，构建待评定结构材料的动态失效评定曲线，该失效评定曲线的方程形式为

S6、将步骤S5计算得到的不同时刻的参量(L_r、K_r)作为评定点，描绘到待评定结构材料失效评定曲线构成的失效评定图中且与所述的失效评定曲线进行比较。

2.根据权利要求1所述的一种含裂纹类缺陷结构的动态断裂评定方法，其特征在于：所述步骤S1中的真实应力σ_true-应变ε_true关系曲线包括准静态曲线、多种不同应变率情况下的真实应力σ_true-应变ε_true关系曲线。

3.根据权利要求1所述的一种含裂纹类缺陷结构的动态断裂评定方法，其特征在于：步骤S5中的待评定结构材料的动态失效评定曲线关系式为：

式中，为失效评定曲线的截断点，图中载荷比L_r为横坐标，断裂比K_r为纵坐标。

4.根据权利要求1所述的一种含裂纹类缺陷结构的动态断裂评定方法，其特征在于：步骤S3中的边界条件包括载荷条件和位移约束条件，裂纹参数包括裂纹位置参数、形状参数、大小参数。

5.根据权利要求1所述的一种含裂纹类缺陷结构的动态断裂评定方法，其特征在于：在步骤S2中，通过最小二乘法分别构建结构材料动态屈服强度σ_yd与应变率之间的函数关系表达式，等效应力σ_eq与等效应变ε_eq、等效应变率之间的本构关系表达式，结构材料动态断裂韧性K_Id与加载速率之间的函数关系表达式。