[发明专利]一种估算裂纹萌生尺寸数值的方法

权利要求书

1.一种估算裂纹萌生尺寸数值的方法，其特征在于，估算方法包括：

基于弹塑性断裂力学方法获得短裂纹疲劳寿命的公式，建立疲劳裂纹萌生尺寸的基本模型；

根据疲劳裂纹萌生寿命，总疲劳寿命和失效裂纹尺寸的计算方法，对所述疲劳裂纹萌生尺寸的基本模型进行改进，以得到疲劳裂纹萌生尺寸的预测模型。

2.如权利要求1所述的估算裂纹萌生尺寸数值的方法，其特征在于，估算方法还包括：

步骤一，研究短裂纹的疲劳扩展，确定剪应变范围的塑性应变分量对裂纹扩展的影响；

步骤二，设置低应变水平下或高应变水平下，试样的总疲劳寿命、疲劳裂纹萌生寿命、疲劳裂纹扩展寿命和疲劳破坏时试样的裂纹长度的条件；

步骤三，根据步骤一的确定影响和步骤二的设置条件建立疲劳裂纹萌生尺寸的基本模型；

步骤四，建立疲劳裂纹萌生寿命模型；

步骤五，建立疲劳失效寿命模型；

步骤六，得到疲劳裂纹萌生尺寸的预测模型。

3.如权利要求2所述的估算裂纹萌生尺寸数值的方法，其特征在于，研究短裂纹的疲劳扩展，确定剪应变范围的塑性应变分量对裂纹扩展的影响包括：

计算弹塑性断裂力学疲劳裂纹扩展率：

其中：Δγ_p为剪切应变范围的塑性应变分量，a为裂纹长度；

Δγ_p与总疲劳寿命N_c的关系为：

Δγ_p＝F(N_c) (2)

4.如权利要求3所述的估算裂纹萌生尺寸数值的方法，其特征在于，设置低应变水平下或高应变水平下，试样的总疲劳寿命、疲劳裂纹萌生寿命、疲劳裂纹扩展寿命和疲劳破坏时试样的裂纹长度的条件包括：

试样的总疲劳寿命包括裂纹萌生寿命和低应变水平下的裂纹扩展寿命，裂纹萌生寿命大于裂纹扩展寿命；

在高应变水平下裂纹萌生寿命可忽略不计，即疲劳裂纹扩展寿命被认为等于总疲劳寿命；

疲劳破坏时试样的裂纹长度a_c在不同的应变水平下是恒定的；

两级加载的每个阶段都被认为是单级加载。因此，试件的疲劳寿命可按线性累积损伤准则计算，加载顺序为低载荷和高载荷，其消耗寿命为加载各阶段的循环寿命。试样的已消耗寿命为xN_c1，N_c1为低应变水平Δγ_p1下试件的总疲劳寿命，(1-x)·N_c1为此时的剩余寿命，低应变水平下试件的萌生寿命为N_i1，设x·N_c1>N_i1，裂纹萌生长度为a_i1。

循环加载x·N_c1后，负载Δγ_p2增加，试件的剩余寿命为y·N_c2，N_c2为在Δγ_p2下的总疲劳寿命。