本申請屬于蠕變預測，更具體地，涉及一種基于短時蠕變數(shù)據(jù)的長時蠕變數(shù)據(jù)預測方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，能源需求日益增長。為了增加熱效率，降低資源損耗，現(xiàn)代能源裝備不斷向著高溫、高壓的方向發(fā)展，這對裝備的安全可靠性提出了更高的要求。在高溫、高壓的服役條件下，蠕變是高溫結(jié)構(gòu)破壞的最主要的形式，蠕變是指固體材料在保持應(yīng)力不變的條件下，應(yīng)變隨時間延長而增加的現(xiàn)象。

2、高壓條件下的蠕變問題目前已經(jīng)得到了較好的解決，但是高溫下的蠕變變形和損傷還沒有得到較好的解決。高溫下的蠕變是依賴于時間的復雜現(xiàn)象，利用較短時間內(nèi)(實驗時間<10000h)獲得的蠕變數(shù)據(jù)去預測長時(>100000h)的蠕變數(shù)據(jù)對于高溫結(jié)構(gòu)的設(shè)計和評估具有至關(guān)重要的意義。

3、目前常用的蠕變壽命預測方法包括等溫線法、基于率方程的參數(shù)法和經(jīng)驗參數(shù)法。等溫線法認為對數(shù)壽命隨對數(shù)應(yīng)力是線性變化的，這種現(xiàn)象外推在長時蠕變壽命中會導致危險的高估傾向?；诼史匠痰膮?shù)法假設(shè)蠕變是由率過程控制的，然而實驗表明率過程隨著應(yīng)力的降低會失效，這導致該方法的外推程度受限。經(jīng)驗參數(shù)法往往采用復雜的函數(shù)來通過非線性擬合確定蠕變壽命和溫度或應(yīng)力之間的關(guān)系，但這種方法需要較多的實驗數(shù)據(jù)，并且在外推時的可靠性尚未得到驗證。因此，急需開發(fā)一種基于短時蠕變數(shù)據(jù)的長時蠕變變形及壽命的預測方法，以快速準確地對材料的長時蠕變性能進行評估。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對相關(guān)技術(shù)存在的缺陷，本申請實施例提供一種基于短時蠕變數(shù)據(jù)的長時蠕變數(shù)據(jù)預測方法及裝置，旨在解決相關(guān)技術(shù)外推精度低或依賴長時蠕變測試結(jié)果的問題。

2、第一方面，本申請實施例提供一種基于短時蠕變數(shù)據(jù)的長時蠕變數(shù)據(jù)預測方法，包括：

3、通過多級應(yīng)力分級加載法進行短時蠕變試驗，獲取材料在不同應(yīng)力水平下的穩(wěn)態(tài)蠕變速率數(shù)據(jù)；

4、通過非線性擬合確定蠕變變形性能模型的第一擬合參數(shù)值；蠕變變形性能模型用于表征材料的穩(wěn)態(tài)蠕變速率隨應(yīng)力的演化規(guī)律；

5、基于穩(wěn)態(tài)蠕變速率數(shù)據(jù)和蠕變應(yīng)力，確定不同應(yīng)力水平下的蠕變應(yīng)力指數(shù)n；

6、基于蠕變應(yīng)力指數(shù)n和蠕變損傷參數(shù)模型，確定不同應(yīng)力水平下的蠕變損傷參數(shù)βd；蠕變損傷參數(shù)模型用于表征材料的蠕變損傷參數(shù)βd隨蠕變應(yīng)力指數(shù)n的演化規(guī)律；

7、基于短時蠕變試驗數(shù)據(jù)、蠕變變形性能模型和蠕變損傷參數(shù)βd，通過非線性擬合確定蠕變變形預測模型的第二擬合參數(shù)值，基于蠕變變形預測模型對材料的長時蠕變變形進行預測；

8、基于第二擬合參數(shù)值確定蠕變壽命預測模型的第三擬合參數(shù)值，基于蠕變壽命預測模型、穩(wěn)態(tài)蠕變速率和蠕變損傷參數(shù)，對材料的長時蠕變壽命進行預測。

9、第二方面，本申請實施例還提供一種基于短時蠕變數(shù)據(jù)的長時蠕變數(shù)據(jù)預測裝置，包括：

10、獲取模塊，用于通過多級應(yīng)力分級加載法進行短時蠕變試驗，獲取材料在不同應(yīng)力水平下的穩(wěn)態(tài)蠕變速率數(shù)據(jù)；

11、第一確定模塊，用于通過非線性擬合確定蠕變變形性能模型的第一擬合參數(shù)值；蠕變變形性能模型用于表征材料的穩(wěn)態(tài)蠕變速率隨應(yīng)力的演化規(guī)律；

12、第二確定模塊，用于基于穩(wěn)態(tài)蠕變速率數(shù)據(jù)和蠕變應(yīng)力，確定不同應(yīng)力水平下的蠕變應(yīng)力指數(shù)n；

13、第三確定模塊，用于基于蠕變應(yīng)力指數(shù)n和蠕變損傷參數(shù)模型，確定不同應(yīng)力水平下的蠕變損傷參數(shù)βd；蠕變損傷參數(shù)模型用于表征材料的蠕變損傷參數(shù)βd隨蠕變應(yīng)力指數(shù)n的演化規(guī)律；

14、第一預測模塊，用于基于短時蠕變試驗數(shù)據(jù)、蠕變變形性能模型和蠕變損傷參數(shù)βd，通過非線性擬合確定蠕變變形預測模型的第二擬合參數(shù)值，基于蠕變變形預測模型對材料的長時蠕變變形進行預測；

15、第二預測模塊，用于基于第二擬合參數(shù)值確定蠕變壽命預測模型的第三擬合參數(shù)值，基于蠕變壽命預測模型、穩(wěn)態(tài)蠕變速率和蠕變損傷參數(shù)βd，對材料的長時蠕變壽命進行預測。

16、第三方面，本申請實施例還提供一種電子設(shè)備，包括：至少一個存儲器，用于存儲程序；至少一個處理器，用于執(zhí)行存儲器存儲的程序，當存儲器存儲的程序被執(zhí)行時，處理器用于執(zhí)行第一方面或第一方面的任一種可能的實現(xiàn)方式所描述的方法。

17、第四方面，本申請實施例還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機程序，當計算機程序在處理器上運行時，使得處理器執(zhí)行第一方面或第一方面的任一種可能的實現(xiàn)方式所描述的方法。

18、第五方面，本申請實施例還提供一種計算機程序產(chǎn)品，當計算機程序產(chǎn)品在處理器上運行時，使得處理器執(zhí)行第一方面或第一方面的任一種可能的實現(xiàn)方式所描述的方法。

19、本申請實施例提供的基于短時蠕變數(shù)據(jù)的長時蠕變數(shù)據(jù)預測方法及裝置，通過多級應(yīng)力加載法，考慮了短時蠕變條件和長時蠕變條件下蠕變損傷演化規(guī)律的轉(zhuǎn)變，能夠準確描述長時蠕變條件下蠕變損傷加劇的影響；長時蠕變變形和壽命預測過程中僅需要利用短時蠕變試驗數(shù)據(jù)，無需依賴材料的長時蠕變測試結(jié)果；能夠?qū)Φ蛻?yīng)力水平下長時蠕變變形和壽命數(shù)據(jù)進行預測，外推精度高，且具有良好的預測精度。

技術(shù)特征：

1.一種基于短時蠕變數(shù)據(jù)的長時蠕變數(shù)據(jù)預測方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長時蠕變數(shù)據(jù)預測方法，其特征在于，所述多級應(yīng)力分級加載法包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的長時蠕變數(shù)據(jù)預測方法，其特征在于，分級應(yīng)力水平大于10％σy，σy為材料屈服強度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長時蠕變數(shù)據(jù)預測方法，其特征在于，所述蠕變變形性能模型，滿足如下計算公式：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長時蠕變數(shù)據(jù)預測方法，其特征在于，所述確定不同應(yīng)力水平下的蠕變應(yīng)力指數(shù)n，滿足如下計算公式：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的長時蠕變數(shù)據(jù)預測方法，其特征在于，所述蠕變損傷參數(shù)模型，滿足如下計算公式：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長時蠕變數(shù)據(jù)預測方法，其特征在于，所述蠕變變形預測模型，滿足如下計算公式：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的長時蠕變數(shù)據(jù)預測方法，其特征在于，所述蠕變壽命預測模型，滿足如下計算公式：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的長時蠕變數(shù)據(jù)預測方法，其特征在于，所述基于所述第二擬合參數(shù)值確定蠕變壽命預測模型的第三擬合參數(shù)值，滿足如下計算公式：

10.一種基于短時蠕變數(shù)據(jù)的長時蠕變數(shù)據(jù)預測裝置，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請屬于蠕變預測技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種基于短時蠕變數(shù)據(jù)的長時蠕變數(shù)據(jù)預測方法及裝置，其中方法包括：基于短時蠕變試驗獲取的短時蠕變數(shù)據(jù)，通過多級應(yīng)力分級加載法獲取材料在不同應(yīng)力水平下的穩(wěn)態(tài)蠕變速率數(shù)據(jù)；通過非線性擬合確定蠕變變形性能模型的第一擬合參數(shù)值；基于穩(wěn)態(tài)蠕變速率數(shù)據(jù)和蠕變應(yīng)力，確定不同應(yīng)力水平下的蠕變應(yīng)力指數(shù)；基于蠕變應(yīng)力指數(shù)和蠕變損傷參數(shù)模型，確定不同應(yīng)力水平下的蠕變損傷參數(shù)；通過非線性擬合確定蠕變變形預測模型的第二擬合參數(shù)值，預測材料的長時蠕變變形；基于第二擬合參數(shù)值確定蠕變壽命預測模型的第三擬合參數(shù)值，預測材料的長時蠕變壽命。本申請實現(xiàn)了基于短時蠕變數(shù)據(jù)的長時蠕變性能預測。

技術(shù)研發(fā)人員：趙雷,胡承沖,徐連勇,韓永典,郝康達
受保護的技術(shù)使用者：天津大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2