申请/专利权人：北京工业大学

申请日：2019-12-23

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN111090957B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/17;G06F119/04;G06F119/14;G06F119/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2020.05.29#实质审查的生效;2020.05.01#公开

摘要：本发明公开了一种高温结构危险点应力‑应变计算方法，为解决Neuber准则中缺口应力应变高估的问题，采用有效应力集中系数计算伪应力，改进了有效应力集中系数的计算方法。此外，所提出的缺口修正方法与Chaboche统一粘塑性本构模型相结合，估算热机载荷下危险点处的应力‑应变状态。为了评估该方法的可靠性，估算的结果与非线性有限元分析结果进行了比较，结果表明，该方法能准确地估算多轴热‑机械循环载荷下的缺口应力和应变。这对于保证实际工程中的结构件的寿命预测准确性、各类重大设备的安全服役及准确延寿具有重大意义。

主权项：1.一种高温结构危险点应力-应变计算方法，其特征在于：本方法的实现步骤如下，步骤1：分析危险点处的应力应变状态；受到多轴热机械载荷的危险点处的应力应变状态如下： 由于σxy与σyx、εxy与εyx在数值上相等，因此有三个应力分量和四个应变分量需要确定；式中的σx、σy分别表示x，y两个方向的应力，σxy表示剪切应力，εx、εy、εz分别表示x，y，z三个方向的应变，εxy表示剪切应变；步骤2：读取名义应力σij和温度历程T；基于名义应力，计算危险点处的虚应力历程 式中的轴向虚应力横向虚应力和扭向虚应力的计算公式如下： 虚应力的计算需要用到修正有效应力集中系数Kf： 式中，Kt是应力集中因子，由线弹性有限元分析得到；ω是缺口张角，ρ是缺口半径，A是材料常数且与材料的强度极限和热处理状态即晶粒度有关；随后，将虚应力历程处理成虚应力增量的形式；步骤3：利用屈服准则判断材料是否屈服；屈服准则f采用：f＝Jσij-χij-R-K其中，σij此处代入虚应力χij为背应力，Jσij-χij为σij-χij的vonMises等效应力，R为拖曳应力，K为初始屈服应力；若f≥0，则说明虚应力处于非弹性阶段，使材料受到的真实应力也处于非弹性阶段，进入步骤4计算；若f＜0，则说明虚应力处于弹性阶段，那么此时材料受到的真实应力也处于弹性阶段，进入步骤5计算；步骤4：基于虚应力增量弹性真实应变增量用广义胡克定律计算得到，非弹性真实应变增量利用粘塑性本构模型中的流动法则计算得到： 式中，为真实应力偏量，χ′ij为背应力偏量，Δp为累积非弹性应变增量： 将上式整理，得到多轴热机加载下危险点处的非弹性真实应变增量的计算式为： 式中，ZT和nT为温度相关的粘塑性材料参数；将上式与缺口修正方法结合，通过迭代计算以下7个公式得到真实应力增量和真实应变增量 转到步骤6继续计算；步骤5：将虚应力增量直接赋值给真实应力增量即： 并且，基于真实应力增量利用广义胡克定律计算得到真实应变增量 式中，ET为随温度变化的杨氏模量，vT为随温度变化的泊松比，tr为的迹，δij是克罗内克符号；步骤6：计算背应力偏量增量Δχ′ij，计算公式为：Δχ′ij＝Δχ′ij，1+Δχ′ij，2 其中，m为阶段数，χ′ij，m是第m阶段的背应力偏量，Δχ′ij，m为第m阶段的背应力偏量增量，am是第m阶段背应力偏量χ′ij，m的稳定值，Cm表达第m阶段的背应力偏量χ′ij，m达到稳定值am的速度，Δεij，vp是非弹性应变增量；然后，计算拖曳应力增量ΔR，计算公式为：ΔR＝bQ-RΔp其中，ΔR为拖曳应力增量，Q为拖曳应力R的稳定值，b表达拖曳应力R达到稳定值Q的速度；然后，通过累加背应力偏量增量Δχ′ij计算背应力偏量χ′ij，通过累加拖曳应力增量ΔR计算拖曳应力R；步骤7：将真实应力增量叠加计算得到真实应力将真实应变增量叠加计算得到真实应变步骤8：更新各个参数数值并记录真实应力、应变值。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京工业大学 一种高温结构危险点应力-应变计算方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD