[发明专利]镍基单晶涡轮叶片结构件的蠕变累计寿命的计算方法

权利要求书

1.一种镍基单晶涡轮叶片结构件的蠕变累计寿命的计算方法，其特征在于，包括：

根据初始构型中各滑移系的滑移方向，及各滑移系滑移面的单位法向量，确定取向因子；

根据所述取向因子、晶轴系下的应力张量确定滑移系的分切应力；

根据分切应力与蠕变参数确定滑移系与蠕变剪应变率之间的蠕变规律；

根据宏观应力率确定弹性蠕变应变率，根据滑移系的分切应变率确定非弹性蠕变应变率；

根据所述弹性蠕变应变率与所述非弹性蠕变应变率确定宏观应变率；

根据宏观应变率与各向异性弹性张量确定应力率；

根据结构因子、气体常数、绝对温度、活化能与分切应力确定初始蠕变率；

根据初始蠕变速率、蠕变损伤机制的孔洞损伤和材料劣化，确定滑移系的蠕变剪切应变率；

蠕变本构模型构建后，通过蠕变试验将参数进行拟合，拟合完成后，不同温度的参数之间利用插值法进行；

根据叶片模型和工况条件，计算蠕变累计寿命。

2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，若所述滑移系的滑移系族相同，则蠕变参数相同；若所述滑移系的滑移系族不同，则蠕变参数不同。

3.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述取向因子为：

其中，P^α为取向因子，m^(α)为初始构型中第α滑移系滑移方向，n^(α)为初始构型中第α滑移系滑移面的单位法向量。

4.根据权利要求3所述的计算方法，其特征在于，第α滑移系的分切应力为：

τ^α＝σ：P^(α)

其中，τ^α为分切应力，σ为晶轴系下的应力张量，P^α为取向因子。

5.根据权利要求4所述的计算方法，其特征在于，所述蠕变规律为：

其中，滑移系α的蠕变剪应变率A为第一蠕变参数，n为第二蠕变参数，τ^α为滑移系α的分切应力。

6.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述宏观应变率为：

其中，为宏观应变率，为弹性部分蠕变应变率，为非弹性部分蠕变应变率。

7.根据权利要求6所述的计算方法，其特征在于，所述宏观应力率为：

其中，为宏观应力率，C^e为各向异性弹性张量，为宏观应变率。

8.根据权利要求5所述的计算方法，其特征在于，滑移系α的蠕变剪切应变率为：

其中，为蠕变剪切应变率，为初始蠕变率，τ^(α)为分切应力，ω^(α)为蠕变损伤机制中的孔洞损伤，s^(α)为蠕变损伤机制中的材料劣化，n为温度相关的材料参数。

9.根据权利要求8所述的计算方法，其特征在于，所述初始蠕变率为：

其中，A为结构因子，R为气体常数，T为绝对温度，Q为活化能。

10.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，插值公式为：

其中，φ代表需要插值的参数，分别表示插值区间左、右边界的参数；T₀、T₁分别表示插值区间左、右边界的温度；T表示需要插值的温度。