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考虑静水应力加强的线性应力组合延性断裂识别方法、装置、计算机存储介质及设备制造方法及图纸

技术编号:44248870 阅读:3 留言:0更新日期:2025-02-11 13:45
本发明专利技术公开了一种考虑静水应力加强的线性应力组合延性断裂识别方法,包括:计算待预报延性断裂体的局部主应力;基于局部主应力分别计算待预报延性断裂体的应力不变量和Mises等效应力:基于应力不变量计算待预报延性断裂体的应力状态参数;基于Mises等效应力和应力状态参数,将局部主应力转换至应力状态参数空间;向Mohr‑Coulomb模型增加静水应力加强项;将静水应力加强的Mohr‑Coulomb模型转换至应力‑应力状态参数空间,得到考虑静水应力加强的线性应力组合延性断裂识别模型。本发明专利技术扩大了Mohr‑Coulomb模型的适用范围,且较Mohr‑Coulomb模型能够更准确更稳定地预报合金延性断裂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及延性断裂识别,具体而言,尤其是关于一种考虑静水应力加强的应力线性组合延性断裂识别方法、装置、计算机存储介质及设备。


技术介绍

1、延性合金材料广泛应用于土木、航空航天和核电等领域,合金材料延性断裂的准确预报是关乎构件和结构极限状态的关键问题。对于脆性合金材料,mohr-coulomb模型应用广泛,而对于部分延性合金材料,mohr-coulomb模型具有一定的功效。mohr-coulomb模型假设最大剪应力与其剪应力平面上的正应力的线性组合达到临界值时材料发生破坏,在主应力空间有如下数学形式:

2、(σ1-σ3)+c(σ1+σ3)=b

3、式中,σ1和σ3为第一和第三主应力;c和b为材料参数。

4、然而,研究表明,mohr-coulomb模型对于高应力三轴度区间的延性断裂预报存在较大误差。


技术实现思路

1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本专利技术提供了一种考虑静水应力加强的线性应力组合延性断裂识别方法,旨在改善mohr-coulomb模型的适应范围,解决mohr-coulomb模型在高应力三轴度区间的延性断裂预报误差较大的问题。

2、为实现上述目的,本专利技术采取以下技术方案:

3、第一方面,本专利技术提供的一种考虑静水应力加强的线性应力组合延性断裂识别方法,包括以下步骤:

4、计算待预报延性断裂体的局部主应力;

5、基于待预报延性断裂体的局部主应力,计算待预报延性断裂体的应力不变量;

6、基于待预报延性断裂体的局部主应力,计算待预报延性断裂体的mises等效应力:

7、基于待预报延性断裂体的应力不变量,计算待预报延性断裂体的应力状态参数;

8、基于待预报延性断裂体的mises等效应力和应力状态参数,将待预报延性断裂体的局部主应力转换至应力状态参数空间;

9、向mohr-coulomb模型增加静水应力加强项,建立静水应力加强的mohr-coulomb模型;

10、基于转换至应力状态参数空间的待预报延性断裂体的局部主应力,将静水应力加强的mohr-coulomb模型转换至应力-应力状态参数空间,得到考虑静水应力加强的线性应力组合延性断裂识别模型,即可预测待预报延性断裂体的断裂轨迹。

11、作为优选:所述待预报延性断裂体的应力不变量通过下式计算得出:

12、i1=σ1+σ2+σ3

13、

14、式中,ix、j2和j3分别为待预报延性断裂体的第一、第二和第三应力不变量;σ1,σ2和σ3分别为待预报延性断裂体的第一、第二和第三局部主应力。

15、作为优选:所述待预报延性断裂体的mises等效应力通过下式计算得出:

16、

17、式中,σeq为待预报延性断裂体的mises等效应力。

18、作为优选:所述待预报延性断裂体的应力状态参数包括应力三轴度和罗德角参数,通过下式计算得出:

19、

20、式中,η为应力三轴度;ξ为罗德角参数。

21、作为优选:将所述待预报延性断裂体的局部主应力转换至应力状态参数空间后的表达式如下:

22、σ1=σeq(η+f1)

23、σ2=σeq(η+f2)

24、σ3=σeq(η+f3)

25、其中,

26、

27、式中,f1、f2和f3均为中间参数。

28、作为优选:所述静水应力加强的mohr-coulomb模型:

29、(σ1-σ3)+c1(σ1+σ3)+c2<η-η0>=c3

30、式中,c1、c2和c3为材料常数;η0为参考应力三轴度;<x>为分段函数,当x≥0时,<x>=x,否则<x>=0。

31、作为优选:所述考虑静水应力加强的线性应力组合延性断裂识别模型的表达式如下:

32、

33、式中,σeq为待预报延性断裂体的mises等效应力。

34、第二方面,本专利技术提供的一种考虑静水应力加强的线性应力组合延性断裂识别装置,包括:

35、第一处理单元,用于计算待预报延性断裂体的局部主应力;

36、第二处理单元,用于基于待预报延性断裂体的局部主应力,计算待预报延性断裂体的应力不变量;

37、第三处理单元,用于基于待预报延性断裂体的局部主应力,计算待预报延性断裂体的mises等效应力:

38、第四处理单元,用于基于待预报延性断裂体的应力不变量,计算待预报延性断裂体的应力状态参数;

39、第五处理单元,用于基于待预报延性断裂体的mises等效应力和应力状态参数,将待预报延性断裂体的局部主应力转换至应力状态参数空间;

40、第六处理单元,用于向mohr-coulomb模型增加静水应力加强项,建立静水应力加强的mohr-coulomb模型;

41、第七处理单元,用于基于转换至应力状态参数空间的待预报延性断裂体的局部主应力,将静水应力加强的mohr-coulomb模型转换至应力-应力状态参数空间,得到考虑静水应力加强的线性应力组合延性断裂识别模型,即可预测待预报延性断裂体的断裂轨迹。

42、第三方面,本专利技术提供的一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行,控制处理器所在设备实现本专利技术第一方面所述的线性应力组合延性断裂识别方法的步骤。

43、第四方面,本专利技术提供的一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现本专利技术第一方面所述的线性应力组合延性断裂识别方法的步骤。

44、本专利技术由于采取以上技术方案,其具有以下优点:

45、本专利技术提出的延性断裂识别模型的相对误差绝对值的平均值较mohr-coulomb模型降低可达3%。不仅如此,本专利技术的最大相对误差的绝对值较mohr-coulomb模型降低不少于5%,能够有效降低高应力三轴度应力状态的断裂预报误差。

46、综上所述,本专利技术提出的延性断裂识别模型扩大了mohr-coulomb模型的适用范围,且较mohr-coulomb模型能够更准确更稳定地预报合金延性断裂。

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【技术保护点】

1.一种考虑静水应力加强的线性应力组合延性断裂识别方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的线性应力组合延性断裂识别方法,其特征在于,所述待预报延性断裂体的应力不变量通过下式计算得出:

3.根据权利要求2所述的线性应力组合延性断裂识别方法,其特征在于,所述待预报延性断裂体的Mises等效应力通过下式计算得出:

4.根据权利要求3所述的线性应力组合延性断裂识别方法,其特征在于,所述待预报延性断裂体的应力状态参数包括应力三轴度和罗德角参数,通过下式计算得出:

5.根据权利要求4所述的线性应力组合延性断裂识别方法,其特征在于,将所述待预报延性断裂体的局部主应力转换至应力状态参数空间后的表达式如下:

6.根据权利要求5所述的线性应力组合延性断裂识别方法,其特征在于,所述静水应力加强的Mohr-Coulomb模型:

7.根据权利要求6所述的线性应力组合延性断裂识别方法,其特征在于,所述考虑静水应力加强的线性应力组合延性断裂识别模型的表达式如下:

8.一种考虑静水应力加强的线性应力组合延性断裂识别装置,其特征在于,包括:

9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行,控制处理器所在设备实现权利要求1至7任一项所述的线性应力组合延性断裂识别方法的步骤。

10.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的线性应力组合延性断裂识别方法的步骤。

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【技术特征摘要】

1.一种考虑静水应力加强的线性应力组合延性断裂识别方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的线性应力组合延性断裂识别方法,其特征在于,所述待预报延性断裂体的应力不变量通过下式计算得出:

3.根据权利要求2所述的线性应力组合延性断裂识别方法,其特征在于,所述待预报延性断裂体的mises等效应力通过下式计算得出:

4.根据权利要求3所述的线性应力组合延性断裂识别方法,其特征在于,所述待预报延性断裂体的应力状态参数包括应力三轴度和罗德角参数,通过下式计算得出:

5.根据权利要求4所述的线性应力组合延性断裂识别方法,其特征在于,将所述待预报延性断裂体的局部主应力转换至应力状态参数空间后的表达式如下:

6.根据权利要求5所述的线性应力组...

【专利技术属性】
技术研发人员:彭增利陈严飞刘宇钟榕锋刘瑞昊李硕鹏王顺庭何玥晟程泽川张伟东李睿谭克扬
申请(专利权)人:中国石油大学北京
类型:发明
国别省市:

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