基于裂纹扩展熵的金属材料疲劳裂纹扩展寿命预测方法

    公开(公告)号:CN116246738A

    公开(公告)日:2023-06-09

    申请号:CN202211724035.0

    申请日:2022-12-30

    Abstract: 本发明公开了一种基于裂纹扩展熵的金属材料疲劳裂纹扩展寿命预测方法,包括:定义局部区域为热力学系统;获取初始裂纹长度下裂纹尖端塑性区内应力张量、应变张量和温度演化数据,计算时间熵产率、循环熵产率;将裂纹扩展Δa裂纹长度增量或ΔN循环寿命增量;计算裂纹扩展后裂纹尖端塑性区的循环熵产率;重复实施裂纹扩展过程及相应计算,直至发生断裂失效或裂纹扩展至给定长度;建立循环熵产率与循环寿命函数关系,计算裂纹扩展不同时刻的裂纹扩展熵;构建熵产‑损伤参量,建立熵产‑损伤参量与寿命消耗的演化规律,基于该演化规律进行裂纹扩展寿命预测。该方法适用于金属材料低周、高周疲劳裂纹扩展寿命预测,具有重要理论研究意义与工程应用价值。

    一种基于热力学熵的金属材料全周期疲劳寿命预测方法

    公开(公告)号:CN116305874A

    公开(公告)日:2023-06-23

    申请号:CN202310177539.3

    申请日:2023-02-17

    Abstract: 本发明公开了一种基于热力学熵的金属材料全周期疲劳寿命预测方法,包括:将金属材料组成的变形体表征为热力学系统,得到热力学系统瞬时熵产率;进行金属材料疲劳实验,施加循环疲劳载荷,直至金属材料发生断裂失效,并获取金属材料在裂纹萌生和裂纹扩展过程中应力、应变和温度数据;基于瞬时熵产率,根据金属材料在裂纹萌生和裂纹扩展过程中应力、应变和温度数据,计算金属材料疲劳过程中裂纹萌生和裂纹扩展阶段的相应循环内的累积熵产;建立裂纹萌生和裂纹扩展阶段消耗循环数与累积熵产的对应关系,并基于该对应关系进行疲劳寿命预测。该方法适用于广泛的金属材料,能够简化疲劳寿命分析的复杂性,降低对计算机算力的需求。

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