一种金属材料强度性能评定方法

标题：一种金属材料强度性能评定方法

摘要：本发明属于航空材料强度试验领域，特别是涉及到一种金属材料强度性能评定方法，包括查阅每一种待评定材料的KC和σb值的步骤、查阅稳定裂纹扩展阶段的da/dN~ΔK曲线并得到da/dN~3ΔK/σb曲线的步骤、确定裂纹扩展性能评定指标KP的步骤等。本发明采用归一化处理的方法，将材料的静强度性能指标–极限拉伸强度σb与断裂性能指标–断裂韧度Kc以及材料在裂纹稳定扩展阶段的裂纹扩展速率性能指标–当量裂纹长度KP有效地综合在一起，通过一个综合的强度指标Ld来表征。本发明能够快速评价材料的静强度与损伤容限的综合性能，为飞机结构设计中材料的选择提供了一种便捷有效，又能同时涵盖静力、损伤容限两方面特性的综合评价方法，提高了工作效率和结构设计的有效性。

申请号：CN201210451997.3

申请日：2012/11/12

申请人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所

首项权利要求：一种金属材料强度性能评定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、查阅每一种待评定材料的KC和σb值，其中KC是为材料的断裂韧性，σb是材料的极限拉伸强度，并利用上述两个值来确定每种材料的静强度性能评定指标ZP值，ZP=KC/σb；
步骤二、查阅每一种待评定材料的稳定裂纹扩展阶段的da/dN~ΔK曲线；其中d a/d N为裂纹扩展速率, ΔK为应力强度因子变化幅值；
步骤三、由于一般结构大部分工作应力在σb/3左右, 因此对材料的裂纹扩展特性进行评价时, 等幅载荷的最大应力取σb/3；将步骤二中得到的da/dN~ΔK曲线的横坐标转换成3ΔK/σb, 得到da/dN~3ΔK/σb曲线, 即当工作应力为σb/3时裂纹扩展速率d a/d N与裂纹长度的平方根之间的关系曲线；
步骤四、根据步骤三中得到的da/dN~3ΔK/σb曲线，确定裂纹扩展性能评定指标KP，即在裂纹扩展速率d a/d N=1×10‑5mm/次下，对应的当量裂纹扩展长度KP=3ΔK/σb；
步骤五、结合步骤一与步骤四中得到的静强度性能评定指标ZP值以及裂纹扩展性能评定指标KP值，确定每一种待评定材料的强度综合评定指标Ld，其中根据试验结果与使用经验，按照统计规律分析结果，引入加权系数进行修正处理，静强度性能评定指标权系数取为0.4，而裂纹扩展性能评定指标权系数取为0.6，有此计算每一种待评定材料的强度综合评定指标Ld=0.4×ZP+0.6×KP；对于每一种待评定材料的强度综合评定指标Ld，指标Ld越大，则待评测材料的强度性能越好。

专利类型：发明申请