(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111645996.8 (22)申请日 2021.12.2 9 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100083 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 石多奇　范永升　谭龙　杨晓光　 隋天校　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 刘芳 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种各向异性材料的疲劳损伤确定方法及 系统 (57)摘要 本发明涉及一种各向异性材料的疲劳损伤 确定方法及系统， 方法包括： 获取待检测结构件 的晶面指数； 所述待检测结构 件的材料为各向异 性材料； 对 所述待检测结构 件进行应力应变有限 元分析， 确定柔度矩阵； 根据所述晶面指数和所 述柔度矩 阵确定所述待检测结构件不同晶轴方 向的弹性模量； 根据所述待检测结构件的温度分 布确定应变范围； 根据所述弹性模量和所述应变 范围利用损伤力学方法确定所述待检测结构件 的损伤分布。 本发明能够确定各向异性材料结构 件的局部损伤。 权利要求书2页 说明书9页 附图4页 CN 114510857 A 2022.05.17 CN 114510857 A 1.一种各向异性材 料的疲劳损伤确定方法， 其特 征在于， 包括： 获取待检测结构件的 晶面指数； 所述待检测结构件的材 料为各向异性材 料； 对所述待检测结构件进行应力应 变有限元分析， 确定柔度矩阵； 根据所述晶面指数和所述 柔度矩阵确定所述待检测结构件不同晶轴方向的弹性模量； 根据所述待检测结构件的温度分布确定应 变范围； 根据所述弹性模量和所述应变范围利用损伤力学方法确定所述待检测结构件的损伤 分布。 2.根据权利要求1所述的各向异性材料的疲劳损伤确定方法， 其特征在于， 所述根据 所 述晶面指数和所述 柔度矩阵确定所述待检测结构件不同晶轴方向的弹性模量， 具体包括： 根据所述待检测结构件的 晶面指数确定第一 参数； 根据所述第一 参数和所述 柔度矩阵确定所述待检测结构件不同晶轴方向的弹性模量。 3.根据权利要求2所述的各向异性材料的疲劳损伤确定方法， 其特征在于， 所述第 一参 数的表达式为： 其中， F为第一参数， h为晶面指数第一分量， k为晶面指数第二分量， l为晶面指数第三 分量。 4.根据权利要求2所述的各向异性材料的疲劳损伤确定方法， 其特征在于， 所述弹性模 量的表达式为： E[hkl]＝{S11‑[(S11‑S12)‑S44]F}‑1 其中， E[hkl]为弹性模量， S11为正交各向异性材料柔度矩阵第11分量， S12为正交各向异 性材料柔度矩阵第12分量， S44为正交各向异性材 料柔度矩阵第4 4分量， F为第一 参数。 5.根据权利要求1所述的各向异性材料的疲劳损伤确定方法， 其特征在于， 所述根据 所 述弹性模量和所述应变范围利用损伤力学方法确定所述待检测结构件的损伤分布， 具体包 括： 根据任意晶面指数的所述弹性模量和晶轴方向的所述弹性模量的比值确定无量纲参 数； 根据所述无量纲参数和所述应 变范围确定所述待检测结构件的损伤分布。 6.根据权利要求5所述的各向异性材料的疲劳损伤确定方法， 其特征在于， 所述损伤分 布的表达式为： 其中， φ为损失分布函数， A1为第一经验常数， A2为第二经验常数， A3为第三经验常数， T 为温度， λ为无量纲参数， Δ ε为总应 变范围。 7.一种各向异性材 料的疲劳损伤确定系统， 其特 征在于， 包括： 获取模块， 用于获取待检测结构件的晶面指数； 所述待检测结构件的材料为各向异性 材料； 有限元分析模块， 用于对所述待检测结构件进行应力应 变有限元分析， 确定柔度矩阵； 弹性模量确定模块， 用于根据 所述晶面指数和所述柔度矩阵确定所述待检测结构件不权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114510857 A 2同晶轴方向的弹性模量； 应变范围确定模块， 用于根据所述待检测结构件的温度分布确定应 变范围； 损伤分布确定模块， 用于根据 所述弹性模量和所述应变范围利用损伤力学方法确定所 述待检测结构件的损伤分布。 8.根据权利要求7所述的各向异性材料的疲劳损伤确定系统， 其特征在于， 所述弹性模 量确定模块， 具体包括： 第一参数确定模块， 用于根据所述待检测结构件的 晶面指数确定第一 参数； 弹性模量确定单元， 用于根据 所述第一参数和所述柔度矩阵确定所述待检测结构件不 同晶轴方向的弹性模量。 9.根据权利要求8所述的各向异性材料的疲劳损伤确定系统， 其特征在于， 所述第 一参 数的表达式为： 其中， F为第一参数， h为晶面指数第一分量， k为晶面指数第二分量， l为晶面指数第三 分量。 10.根据权利要求8所述的各向异性材料的疲劳损伤确定系统， 其特征在于， 所述弹性 模量的表达式为： E[hkl]＝{S11‑[(S11‑S12)‑S44]F}‑1 其中， E[hkl]为弹性模量， S11为正交各向异性材料柔度矩阵第11分量， S12为正交各向异 性材料柔度矩阵第12分量， S44为正交各向异性材 料柔度矩阵第4 4分量， F为第一 参数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114510857 A 3