本發明公開一種考慮非比例附加強化的高溫多軸本構關系確定方法，包括：(1)確定基本參數，讀取高溫多軸應變歷程，并將背應力偏量和各向同性硬化參數賦值為0；(2)利用胡克定律計算應力張量；(3)利用屈服準則判斷步驟(2)算得的應力張量是否進入非彈性階段，如過還在彈性階段，按照步驟(5)進行下一步計算，如果進入非彈性階段，按照步驟(4)進行下一步計算；(4)利用步驟(3)算得的屈服準則的值，計算累積非彈性應變，非彈性應變張量，彈性應變張量，背應力偏量和各向同性硬化參數；(5)判斷加載是否完成，如果未完成，則重復步驟(2)到步驟(5)，如果已完成，則獲得考慮非比例附加強化的高溫多軸本構關系。

技術領域

本發明屬于高溫多軸疲勞強度理論領域，尤其涉及一種考慮非比例附加強化的高溫多軸本構關系確定方法。

背景技術

服役中的航空航天飛行器、壓力容器、核電站、發電廠以及交通工具的熱端零部件往往承受高溫多軸循環載荷作用，而且由于其結構形式的復雜性，這些熱端零部件的薄弱部位常常處于多軸非比例循環加載狀態。由于多軸非比例循環加載引起的非比例附加強化會影響高溫下疲勞損傷，蠕變損傷和氧化損傷等計算的有效性。因此，為了提高高溫多軸加載下壽命預測的可靠性，準確確定材料考慮非比例附加強化的高溫多軸本構關系顯得尤為重要。

目前Chaboche等人提出的統一型本構方程廣泛地應用于高溫下多軸本構關系的確定，因其考慮了加載速率的影響，能夠較好地確定比例加載下的高溫多軸本構關系。但沒有本構方程考慮非比例附加強化的影響，不能很好地確定高溫多軸本構關系。因此迫切需要一種考慮非比例附加強化的高溫多軸本構關系確定方法，為高溫下損傷計算打下基礎，提高壽命預測的準確性，保證承受高溫多軸循環載荷的機械設備安全可靠地運行。

發明內容

本發明目的在于針對高溫多軸疲勞強度設計的需求，提出了一種考慮非比例附加強化的高溫多軸本構關系確定方法。

本發明所提供的一種考慮非比例附加強化的高溫多軸本構關系確定方法，其步驟為：

步驟1)：確定基本參數，讀取高溫多軸應變歷程，將背應力偏量χ′和各向同性硬化參數R賦值為0；

步驟2)：利用胡克定律計算應力張量，計算公式為：

其中，σ為應力張量，ε_e為彈性應變張量，E為楊氏模量，v為泊松比，I為二階單位張量，tr為跡；

步驟3)：利用屈服準則判斷步驟2)算得的應力張量是否進入非彈性階段，屈服準則為：

f＝J(σ-χ)-R-k

其中，χ為背應力張量，J(σ-χ)為von Mises等效應力，k為初始屈服應力；

如過f0，則還在彈性階段，按照步驟5)進行下一步計算；

如果f0，則進入非彈性階段，按照步驟4)進行下一步計算；

步驟4)：利用步驟3)算得的屈服準則的值，計算累積非彈性應變，計算公式為：

其中，p為累積非彈性應變，Z和n為粘性行為相關參數；

根據算得的累積非彈性應變，計算非彈性應變張量，計算公式為：

其中，ε_in為非彈性應變張量，σ′為應力偏量，χ′為背應力偏量；

根據算得的非彈性應變張量計算彈性應變張量，

ε_e＝ε_t-ε_in

其中，ε_t為總應變張量；