[发明专利]一种金属疲劳寿命评价方法、系统、设备及介质

说明书

本发明实施例提供了一种金属疲劳寿命评价方法、系统、设备及介质。根据本发明实施例提供的技术方案，利用样本金属疲劳试验数据，同时建立已使用寿命与超声非线性系数β及衰减系数α的函数关系。通过超声非线性系数β及衰减系数α共同评价待判断寿命金属的已使用寿命。克服了目前，单独使用超声非线性系数β或衰减系数α都不能评价金属寿命的问题。提高了对金属已使用寿命，尤其是提高了金属产生裂纹前后的寿命判断。

技术领域

本发明涉及金属疲劳试验领域，尤其涉及一种金属疲劳寿命评价方法、系统、设备及介质。

背景技术

金属疲劳是指材料、零构件在循环应力或循环应变作用下，在一处或几处逐渐产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。由于金属材料的疲劳一般难以发现，因此常常造成突然的事故。因此需要有效的手段对金属的疲劳程度实施评价。无损检测由于不损害被检测对象的性能，广泛应用于试件检测当中。其中，非线性系数的金属构件寿命检测已经被学者提出并且进行研究。例如军械学院的师小红在论文《基于非线性系数的金属构件寿命预测研究》中，利用非线性系数作为特征参数实现了对微裂纹扩展不同阶段的表征，从而实现了金属构件剩余寿命的预测，并且验证了超声非线性系数与住错密度成正比的位错理论。该研究理论证明非线性系数β/β₀与疲劳循环次数N／N_F的关系，但当应用到实质金属寿命预测过程中，当获得一个位于峰值附近的测试值时，非线性系数β/β₀与疲劳循环次数N／N_F的函数并非单调函数，无法判断此时的金属是处于裂纹出现前的状态还是处于裂纹出现后的状态，导致工程人员无法对金属寿命状态进行准确的判断。

发明内容

为此，本发明提供了一种金属疲劳寿命评价方法、系统、设备及介质，以力图解决或者至少缓解上面存在的至少一个问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种金属疲劳寿命评价方法，包括以下步骤：

输入样本金属疲劳试验数据，所述疲劳试验数据包括完全损坏循环N_F次的数据，第N_i次试验数据中包含金属的超声非线性系数β_i及衰减系数α_i，其中，并将金属在N_i次试验中已使用寿命记录为；

将已使用寿命与超声非线性系数β_i及衰减系数α_i对应，建立评价关系：

接收实际测量的待判断寿命金属的超声非线性系数及衰减系数；并执行以下计算：

若所获的值仅有一个，则待判断寿命金属的寿命为：

若所获的值为,且，比较、与的距离，若距离较近，则

；

若距离较近，则或。

进一步地，将归一化的超声非线性测量值作为β，归一化的衰减测量值作为α。

进一步地，β=第N_i次金属的超声非线性系数测量值/第N₁次超声非线性系数测量值；α=第N_i次金属的衰减系数测量值/第N₁次衰减系数测量值；归一化的评价关系为：

进一步地，对m组金属实施疲劳试验，将m组金属的寿命综合：

其中，表达为第k组的寿命与衰减系数反函数，表达为第k组的寿命与超声非线性系数反函数。

根据本发明的又一方面，提供一种金属疲劳寿命评价方法，包括以下步骤：