(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210993798.9 (22)申请日 2022.08.18 (71)申请人 四川大学 地址 610065 四川省成 都市武侯区一环路 南一段24号 (72)发明人 张宏　刘永杰　王清远　 (74)专利代理 机构 北京正华智诚专利代理事务 所(普通合伙) 11870 专利代理师 代维凡 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种带缺陷构件 寿命预测方法 (57)摘要 本发明公开了一种带缺陷构件寿命预测方 法， 包括计算缺陷处应力； 建立数值模型， 设置初 始裂纹长度和裂纹临界最终长度， 并划分裂纹尖 端网格； 计算裂纹扩展 过程中裂纹尖端每个节点 的扩展角和局部扩展位移； 更新数值模型， 并确 定裂纹尖端节 点数量； 对所有裂纹尖端节点的扩 展距离进行加权平均光滑处理， 得到裂纹扩展长 度； 判断裂纹扩展长度是否小于裂纹临界最终长 度； 当裂纹扩展长度达到裂纹临界最终长度时根 据裂纹扩展长度和裂纹扩展过程的循环周次构 建裂纹扩展位移与循环周次函数关系； 根据裂纹 扩展位移与循环周次函数关系预测带缺陷构件 寿命。 本发 明提高了寿命可靠性评估的全面性和 准确性， 可以有效地降低实际试验次数， 提高研 究效率。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115358021 A 2022.11.18 CN 115358021 A 1.一种带缺陷构件寿命预测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 根据带缺陷构件的缺陷几何特 征， 计算缺陷处应力和缺陷几何系数； S2、 根据缺陷几何特征建立数值模型， 设置初始裂纹长度和裂纹临界最终长度， 并划分 裂纹尖端网格； S3、 根据缺陷处应力和缺陷几何系数计算裂纹扩展过程中裂纹尖端每个节点的扩展角 和局部扩展位移； S4、 根据裂纹尖端每个节点的扩展角和局部扩展位移更新数值模型， 并确定裂纹尖端 节点数量； S5、 对所有裂纹尖端节点的扩展距离进行加权平均光滑处 理， 得到裂纹扩展长度； S6、 判断裂纹扩展长度是否小于裂纹临界最终长度； 若是， 则跳转至步骤S3； 否则跳转 至步骤S7； S7、 根据裂纹扩展长度和裂纹扩展过程的循环周次生成裂纹扩展长度与循环周次曲 线； S8、 根据裂纹扩展长度与循环周次曲线构建预测带缺陷构件寿命预测模型， 对带缺陷 构件寿命进行 预测。 2.根据权利要求1所述的一种带缺陷构件寿命预测方法， 其特征在于， 步骤S1具体包 括： 定义带缺陷构件的缺陷几何特 征， 所述缺陷几何特 征包括缺陷的长度和宽度； 根据带缺陷构件的缺陷几何特 征计算缺陷处应力和缺陷几何系数。 3.根据权利要求2所述的一种带缺陷构件寿命预测方法， 其特征在于， 所述缺陷处应力 的计算方式为： 其中， σd为缺陷处应力， σ 为施加的载荷， a为 缺陷的长度， b为 缺陷的宽度。 4.根据权利要求2所述的一种带缺陷构件寿命预测方法， 其特征在于， 所述缺陷几何系 数的计算方式为： 其中， r为 缺陷几何系数， a为 缺陷的长度， b为 缺陷的宽度。 5.根据权利要求1所述的一种带缺陷构件寿命预测方法， 其特征在于， 步骤S3 中裂纹尖 端每个节点的扩展角的计算方式为： 其中， θj表示第j个裂纹尖端节点的扩展角， KI,KII分别表示缺陷处 Ⅰ型和Ⅱ型裂纹应力 强度因子， 其计算方式为： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115358021 A 2其中， η为 Ⅰ型和Ⅱ型裂纹对应载荷换算系数， r为缺陷几何系数， a为缺陷的长度， σd为缺 陷处应力。 6.根据权利要求1所述的一种带缺陷构件寿命预测方法， 其特征在于， 步骤S3 中裂纹尖 端每个节点的局部扩展位移的计算方式为： 其中， da为裂纹尖端每个节点的局部扩展位移， ΔK为裂纹尖端每个节点的应力强度范 围， M为与缺陷几何系数和材料相关的参数， r为缺陷几何系数， α 为材料常数， dN 为循环周次。 7.根据权利要求1所述的一种带缺陷构件寿命预测方法， 其特征在于， 所述带缺陷构件 寿命预测模型 具体为： 其中， da为裂纹尖端每个节点的局部扩展位移， ΔKr为缺陷处应力强度范 围， ΔK为裂纹尖端每个节点的应力强度范围， r为缺陷几何系数， α 为材料常数， ΔN为循环周次范围。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115358021 A 3