[发明专利]材料低周疲劳寿命曲线的小子样评估方法

说明书

本公开提供了一种材料低周疲劳寿命曲线的小子样评估方法，该方法包括：获取低周疲劳试验数据，通过三参数幂函数曲线拟合总应变幅与载荷反向次数之间的关系；对三参数幂函数公式进行变形，得到对数坐标系下的线性表达式，并将线性表达式中的两个参数表达为疲劳极限参数的表达式；求解三参数幂函数公式中其余两参数与疲劳极限参数之间的关系式，并推导总应变幅关于载荷反向次数和疲劳极限参数之间的函数表达；结合试验数据，建立低周疲劳寿命曲线的总残差平方和表达式；通过高效优化算法求解最优疲劳参数值，求解三参数幂函数表达式中目标参数的结果，从而确定低周疲劳寿命曲线的表达式。本公开的评估方法，能够给出总残差平方和最小的ε‑N曲线结果。

技术领域

本发明涉及疲劳寿命评估技术领域，具体而言，涉及一种材料低周疲劳寿命曲线的小子样评估方法。

背景技术

考虑到高温低周应变疲劳试验难度大、试验周期长、所需试验经费多，而高温低周应变疲劳性能对有些材料的工程应用是必须有的一项性能数据，没有高温低周疲劳的性能数据将影响这类材料的工程应用。

因此，如何在小子样试验数据下给出能够较好地反映真实应变疲劳寿命关系的曲线至关重要。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种材料低周疲劳寿命曲线的小子样评估方法，能够给出总残差平方和最小的ε-N曲线结果。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种材料低周疲劳寿命曲线的小子样评估方法，该评估方法包括：

获取低周疲劳试验数据，通过三参数幂函数曲线拟合总应变幅与载荷反向次数之间的关系；

对三参数幂函数公式进行变形，得到对数坐标系下的线性表达式，并将线性表达式中的两个参数表达为疲劳极限参数的表达式；

求解三参数幂函数公式中其余两参数与疲劳极限参数之间的关系式，并推导总应变幅关于载荷反向次数和疲劳极限参数之间的函数表达；

结合试验数据，建立低周疲劳寿命曲线的总残差平方和表达式；

通过高效优化算法求解最优疲劳参数值，并求解三参数幂函数表达式中目标参数的结果，从而确定低周疲劳寿命曲线的表达式。

在本公开的一种示例性实施例中，获取低周疲劳试验数据，通过三参数幂函数曲线拟合总应变幅与载荷反向次数之间的关系，包括：

获取材料的低周疲劳试验小子样数据包括总应变幅值和对应的发生破坏时的载荷反向次数2N_f，并利用三参数幂函数曲线来拟合总应变幅值与载荷反向次数之间的关系，其中α、β和均为待定参数，且为疲劳极限参数。

在本公开的一种示例性实施例中，对三参数幂函数公式进行变形，得到对数坐标系下的线性表达式，并将线性表达式中的两个参数表达为疲劳极限参数的表达式，包括：

对三参数幂函数公式进行变形，将其表达为对数坐标下的线性表达形式：并将线性表达式中的两个系数A和B表达为疲劳极限参数的表达式，分别为和

在本公开的一种示例性实施例中，求解三参数幂函数公式中其余两参数与疲劳极限参数之间的关系式，并推导总应变幅关于载荷反向次数和疲劳极限参数之间的函数表达，包括：

通过线性表达式中的两个系数和计算原始三参数幂函数表达式中参数α和β的结果，记其分别为和并对三参数幂函数表达式进行变形，得到总应变幅关于载荷反向次数的函数：

其中，表示总应变幅为疲劳极限参数和载荷反向次数2N_f的函数。