[发明专利]材料蠕变疲劳寿命评估方法及评估系统

说明书

本发明提供一种材料蠕变疲劳寿命评估方法及评估系统，所述材料蠕变疲劳寿命评估方法包括以下步骤，在预设温度条件下对目标材料进行应变幅控制的蠕变疲劳交互试验，以获取不同应变幅、不同保持时间的蠕变疲劳交互试验数据；根据所述蠕变疲劳交互试验数据，获取松弛应力比值与保持时间和应变幅的对应关系，作为第一对应关系；根据所述蠕变疲劳交互试验数据，获取松弛应力比值与失效寿命的对应关系，作为第二对应关系；根据所述第一对应关系和所述第二对应关系，获取失效寿命与保持时间和应变幅的对应关系。利用本发明实现蠕变疲劳交互寿命预测，不受特定试验条件限制，具有理论依据充分、预测准确度高、实用性强的特点。

技术领域

本发明涉及材料疲劳寿命预测技术领域，特别涉及一种材料蠕变疲劳寿命评估方法及评估系统。

背景技术

发电机组、石油化工、航空航天等领域的设备和部件长期在高温和交变载荷等复杂工况下运行，如汽轮机高中压转子、蒸汽管道等部件在服役过程中承受启停、调峰等导致的疲劳损伤和高温导致的蠕变损伤，两种损伤机制并不是独立的，而是存在交互作用，蠕变疲劳交互寿命预测成为高温结构设计计算和完整性评定的关键因素。

目前蠕变疲劳交互作用寿命预测常用的方法是根据损伤交互图确定交互寿命，例如线性累积损伤法、连续损伤法等，其不足在于预测值过于保守，不能提供准确的预测参数。还有一部分预测方法基于应变划分和频率修正，例如应变变程划分法、频率划分法等，其不足在于每组预测参数仅针对某一特定试验条件，更换条件则难以准确预测。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种材料蠕变疲劳寿命评估方法及评估系统，用于解决现有技术中蠕变疲劳交互寿命预测准确度不高和预测参数局限于某一特定试验条件的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种材料蠕变疲劳寿命评估方法，所述材料蠕变疲劳寿命评估方法包括以下步骤：

在预设温度条件下对目标材料进行应变幅控制的蠕变疲劳交互试验，以获取不同应变幅、不同保持时间的蠕变疲劳交互试验数据；

根据所述蠕变疲劳交互试验数据，获取松弛应力比值与保持时间和应变幅的对应关系，作为第一对应关系；

根据所述蠕变疲劳交互试验数据，获取松弛应力比值与失效寿命的对应关系，作为第二对应关系；

根据所述第一对应关系和所述第二对应关系，获取失效寿命与保持时间和应变幅的对应关系。

在一实施例中，所述预设温度包括所述目标材料的服役温度。

在一实施例中，所述松弛应力比值为蠕变疲劳交互半寿命对应的松弛应力范围与最大应力的比值。

在一实施例中，所述第一对应关系的获取方法包括：

对所述蠕变疲劳交互试验数据中任意一保持时间、不同应变幅条件下的数据进行拟合处理，以获取松弛应力比值与应变幅的对应关系式：

Δσ_r/σ_max＝A₁ε_a^α₁ 式1)

其中，Δσ_r为蠕变疲劳交互半寿命对应的松弛应力范围，σ_max为最大应力，A₁、α₁为第一拟合参数。

在一实施例中，所述第一对应关系的获取方法包括：

根据所述松弛应力比值与应变幅的对应关系式，对所述蠕变疲劳交互试验数据进行拟合处理，以获取所述第一拟合参数与保持时间的关系式：