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申请/专利权人：天津大学
摘要：本发明公开一种海底管线钢氢致疲劳裂纹扩展循环内聚力模型预测方法，采用有限元模型处理，对有限元模型加载循环应力后，处理过程包括：对试件有限元模型中的裂纹尖端区域通过有限元分析方法进行弹塑性分析；对材料进行氢扩散分析；对材料进行氢致材料性能退化分析；利用循环内聚力模型进行内聚力分析，获得当前时间步下内聚单元的损伤指标，若损伤指标大于1，删除对应内聚单元，使裂纹向前扩展，更新边界条件，否则进入下一时间增量返回限元分析；提取各时间步下裂纹长度与循环应力循环次数，计算当前加载条件下裂纹扩展速率，实现预测氢致疲劳裂纹扩展过程。本发明能实现底管线钢氢致疲劳裂纹扩展的精确预测。
主权项：1.海底管线钢氢致疲劳裂纹扩展循环内聚力模型预测方法，其特征在于，采用有限元模型处理，在有限元模型中设置氢浓度初始条件后，对有限元模型加载循环应力后，处理过程包括步骤：S1.获取试件的有限元模型中裂纹尖端区域；S2.对裂纹尖端区域通过有限元分析方法进行弹塑性分析，得到当前时间步下裂纹尖端区域的应力场内的静水应力；S3.基于所述静水应力对材料进行氢扩散分析，获得氢扩散分析结果；S4.基于氢扩散分析结果进行氢致材料性能退化分析，得到退化分析结果；S5.基于退化分析结果利用循环内聚力模型进行内聚力分析，获得当前时间步下内聚单元的损伤指标，判断损伤指标是否大于1；若是，则删除有限元模型中对应内聚单元，使裂纹向前扩展，并更新氢浓度边界条件，返回步骤S1；若否，则进入下一个时间增量，返回步骤S2；S6.提取各时间步下的裂纹长度与循环应力的循环次数的变化，计算当前加载条件下的裂纹扩展速率，从而预测氢致疲劳裂纹扩展过程；所述内聚单元的损伤指标的计算采用下式： ，式中，表示当前时间步下内聚区的疲劳损伤，表示内聚单元的损伤指标，是裂纹法向分离量，表示裂纹法向分离的变化量，为在当前时间步下的增量，为内聚耐力极限系数，为Heaviside函数，表示内聚区内的法向牵引力，表示氢影响下的内聚强度，表示内聚强度所对应的最大内聚长度，表示受氢影响退化后的累积内聚长度。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 天津大学 海底管线钢氢致疲劳裂纹扩展循环内聚力模型预测方法
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