(19)中华 人民共和国 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 202111593688.5 (22)申请日 2021.12.23 (71)申请人 天津大学 地址 300350 天津市津南区海河教育园雅 观路135号天津大 学北洋园校区 (72)发明人 赵雷　熊昱　徐连勇　韩永典　 郝康达　 (74)专利代理 机构 北京瑞盛铭杰知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11617 代理人 李绩 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 119/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种用于含裂纹焊接构件的蠕变寿命预测 方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于含裂纹焊接构件的 蠕变寿命预测方法， 属于含裂纹焊接构件蠕变寿 命预测技术领域， 包括以下步骤： 构建幂律关系 模型， 幂律 关系模型用于表示蠕变裂纹扩展速率 和材料拘束参量的归一化关系； 通过有限元方 法， 获取焊接接头在不匹配情况下的第一蠕变裂 纹扩展速率， 以及均质材料试样的第二蠕变裂纹 扩展速率； 通过有限元方法， 计算不匹配焊接接 头在任意载荷下的载荷无关静水压拘束参量； 基 于第一蠕变裂纹扩展速率、 第二蠕变裂纹扩展速 率、 载荷无关静水压拘束参量， 通过非线性拟合 的方法， 构建幂律关系模型， 用于预测含裂纹焊 接构件的蠕变寿命； 本发明可用于预测焊接接头 的蠕变裂纹扩展剩余寿命， 为含裂纹焊接构件蠕 变寿命的预测技 术提供了技 术参考。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114282411 A 2022.04.05 CN 114282411 A 1.一种用于含裂纹焊接构件的蠕变寿命预测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 构建幂律关系 模型， 所述幂律关系 模型用于表示蠕变裂纹扩展速率和材料拘束参量的 归一化关系； 通过有限元方法， 获取焊接接头在不匹配情况下的第一蠕变裂纹扩展速率， 以及均质 材料试样的第二蠕变裂纹扩展速率， 其中， 所述均质材料试样用于表示在所述含裂纹焊接 构件中除去所述焊接 接头的母材； 通过所述有限元方法， 计算不匹配焊接接头在任意载荷下的载荷无关静水压拘束参 量； 基于所述第一蠕变裂纹扩展速率、 所述第二蠕变裂纹扩展速率、 所述载荷无关静水压 拘束参量， 通过非线性拟合的方法， 构建所述幂律关系模型， 用于预测所述含裂纹焊接构件 的蠕变寿命。 2.根据权利要求1所述 一种用于含裂纹焊接构件的蠕变寿命预测方法， 其特 征在于： 一种用于含裂纹焊接构件的蠕变寿命预测方法， 其特 征在于： 在构建幂律关系模型的过程中， 所述幂律关系模型用于获取幂律关系系数， 并根据所 述幂律关系系 数预测所述含裂纹焊接构件的所述蠕变寿命， 其中， 所述幂律关系系 数的表 达式为： 其中， φ表示幂律关系 系数。 3.在获取第一蠕变 裂纹扩展速率的过程中， 所述第一蠕变 裂纹扩展速率的表达式为： 其中， D0和q0表示均质材料情况下的蠕变裂纹扩展速率的第一系数， C*表示高温断裂参 量。 在获取第二蠕变 裂纹扩展速率的过程中， 所述第二蠕变 裂纹扩展速率的表达式为： 其中， D和q表示 根据所述第一系数通过非线性回归得到的第二系数。 4.根据权利要求1所述 一种用于含裂纹焊接构件的蠕变寿命预测方法， 其特 征在于： 在获取载荷无关静水压拘 束参量的过程中， 所述载荷无关静水压拘 束参量用于表示所 述材料拘束参 量， 所述载荷无关静水压拘束参 量的表达式为： 其中， σ0表示屈服应力， 是屈服应力对应的蠕变应变速率， n表示无量纲的蠕变应力硬 化指数， In表示与n有关的无量纲函数， L是特征长度， Qm表示不匹配焊接接头与均质材料裂 纹尖端的静水压力差 。 5.根据权利要求 4所述一种用于含裂纹焊接构件的蠕变寿命预测方法， 其特 征在于：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114282411 A 2在获取载荷无关静水压拘束参 量的过程中， 所述特 征长度为1m m。 6.根据权利要求5所述 一种用于含裂纹焊接构件的蠕变寿命预测方法， 其特 征在于： 在获取载荷无关静水压拘束参 量的过程中， 所述静水压力差的表达式为： 其中， σm表示静水压力： σii(i＝1,2,3)， 所述静水压力用于表示微 小单元三个垂直方向的正应力， σm(r,0)表示不 匹配焊接接头中裂纹尖端在距离r处的静水 压力， 是均质材料状态下裂纹尖端在距离r处的静水压力， r表示裂纹前沿研究点 到裂纹尖端的距离 。 7.根据权利要求6所述 一种用于含裂纹焊接构件的蠕变寿命预测方法， 其特 征在于： 在获取载荷无关静水压拘束参 量的过程中， r＝0.2m m。 8.根据权利要求7 所述一种用于含裂纹焊接构件的蠕变寿命预测方法， 其特 征在于： 在获取所述第 一蠕变裂纹扩展速率和所述第 二蠕变裂纹扩展速率的过程中， 所述母材 和所述焊接 接头的蠕变 应力硬化指数相同或接 近。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114282411 A 3