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原文传递一种钛合金疲劳裂纹扩展速率预测方法

专利名称：	一种钛合金疲劳裂纹扩展速率预测方法
摘要：	本发明公开了一种钛合金疲劳裂纹扩展速率预测方法，通过对钛合金进行拉伸试验和断裂韧性试验确定模型中弹性模量、抗拉强度、屈服强度、断面收缩率和平面应变断裂韧性，然后确定与试验应力比相关的参数，建立钛合金疲劳裂纹扩展速率预测模型；利用预测模型预测钛合金疲劳裂纹扩展速率。本发明预测方法实现了基于拉伸试验和断裂韧性试验结果来对裂纹扩展速率进行预测，为解决传统裂纹扩展速率试验测定中所存在的周期长、费用高、影响因素多的问题提供了一种解决方案，并为钛合金工程应用的选材工作提供一种定性分析的模型工具。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国石油天然气集团有限公司
发明人：	吉楠;冯娜
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-11T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910110176.5
公开号：	CN110006747A
代理机构：	西安通大专利代理有限责任公司
代理人：	高博
分类号：	G01N3/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	100007 北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦
主权项：	1.一种钛合金疲劳裂纹扩展速率预测方法，其特征在于，通过对钛合金进行拉伸试验和断裂韧性试验确定模型中弹性模量、抗拉强度、屈服强度、断面收缩率和平面应变断裂韧性，然后确定与试验应力比相关的参数，建立钛合金疲劳裂纹扩展速率预测模型；利用预测模型预测钛合金疲劳裂纹扩展速率。 2.根据权利要求1所述的钛合金疲劳裂纹扩展速率预测方法，其特征在于，钛合金疲劳裂纹扩展速率预测模型如下：其中，D为与应力比相关的材料常数，E为弹性模量，σb为抗拉强度，σ0.2为屈服强度，A为断裂延性，Z为断面收缩率，KC为平面应变断裂韧性，R为应力比。 3.根据权利要求2所述的钛合金疲劳裂纹扩展速率预测方法，其特征在于，弹性模量E具体为：对材料进行室温拉伸试验，根据拉伸曲线弹性段的斜率确定弹性模量E。 4.根据权利要求2所述的钛合金疲劳裂纹扩展速率预测方法，其特征在于，抗拉强度σb具体为：对材料进行室温拉伸试验，根据材料断裂时的最大应力确定抗拉强度σb。 5.根据权利要求2所述的钛合金疲劳裂纹扩展速率预测方法，其特征在于，屈服强度σ0.2具体为：对材料进行室温拉伸试验，取拉伸曲线上0.2％残余变形时的应力值确定屈服强度σ0.2。 6.根据权利要求2所述的钛合金疲劳裂纹扩展速率预测方法，其特征在于，断面收缩率Z具体为：在拉伸试验前测量棒状试样的直径，计算器横截面积，断裂后测量断裂位置的直径，计算断裂后的横截面积，断裂后的横截面积与断裂前的横截面积相比，得到试样的断面收缩率Z。 7.根据权利要求2所述的钛合金疲劳裂纹扩展速率预测方法，其特征在于，平面应变断裂韧性KC具体为：采用CT试样，进行断裂韧性试验确定面应变断裂韧性KC。 8.根据权利要求2所述的钛合金疲劳裂纹扩展速率预测方法，其特征在于，与应力比相关的材料常数D具体为：当取向为L-T，应力比为0.1时，常数D为2.481；应力比为0.5时，常数D为3.858；当取向为T-L，应力比为0.1时，常数D为4.367；应力比为0.5时，常数D为4.899；。 9.根据权利要求2所述的钛合金疲劳裂纹扩展速率预测方法，其特征在于，R＝0时，疲劳裂纹扩展门槛值ΔKtho估算如下：其中，σys为材料的屈服强度，α为材料常数，对于金属材料，α＝0.05～0.1；μ为泊松比，σ-1为疲劳极限； R≠0时，门槛值ΔKth计算如下： 10.根据权利要求1所述的钛合金疲劳裂纹扩展速率预测方法，其特征在于，钛合金为α+β系钛合金。
所属类别：	发明专利