gh4169高温合金寿命预测实验方案文献结.pdfVIP

不同蠕变疲劳预测模型文献汇总

本部分主要针对蠕变疲劳模型，对几种常用模型的参数进行拟合。图1将上世纪五十年代

起沿用至今的经典模型作了部分整理，分别按照唯象（经验）、损伤和能量的机制以及它们

不同的组合进行了分类，主要分为五种：

唯象方法，即从纯粹的经验出发，典型的模型是Coffin-Manson方程；

唯象-损伤方法，结合经验和损伤的概念，典型的模型有时间分数法以及SRP一类；唯

象-能量方法，结合经验和能量的概念，典型的模型有回线能量法；

损伤方法，模型以损伤为基础，以经验为辅，典型的模型有损伤率模型以及延性耗竭模

型；

损伤-能量方法，在损伤的基础上，增添能量的概念，同样以经验为辅，典型的模

型有SEP以及应变能密度耗竭模型。

前三种方法均以Coffin-Manson方程为基础不断发展而来，图中以横向橙色箭头表示。

最后法结合了损伤和能量的概念，辅以经验，具有明确的物理意义，SEP已经被证

明是比较准确的方法，从能量角度出发的耗竭模型则是一个很好的研究方向。

蠕变疲劳预测的模型是基于大量理论、微观现象、分析的资料、不同工况下实验

的基础上发展的。然而至今为止尚未有一个统一的模型可以对所有材料都有精确的预测结

果，从过去60年的发展来看，大部分模型均是针对传统材料，例如304不锈钢、316

不锈钢、铬钼钢以及部分传统镍基合金。随着重大机械设备以及关键零部件对材料的性

能要求越来越苛刻，基于经验的模型将逐步被有明确物理意义的模型取代。

图1过去60年蠕变-疲劳预测模型的分类

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1.SRP

1.1基本：

将非弹性应变范围分为四种，即PP、P和CC，描述蠕变疲劳。

βi

NA(Δ)j

iii

jjj

其中，iP、P、C

jPC

每个应变分量在一次循环中所对应的非弹性应变范围中所占份额为：

Δεi

Fj

i

jΔεin

按照交互损伤准则每种应变分量在一次循环中所引起的损伤表示为：F/N

ijij

在一次复合循环中所引起的损伤为1/N，建立起以下关系式：

f

1F

i

j

NN

fi

j

1.2参数拟合