南京工业大学;苏州热工研究院有限公司王小威获国家专利权
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龙图腾网获悉南京工业大学;苏州热工研究院有限公司申请的专利基于位错净滑移失效指示因子的裂纹扩展预测方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118709493B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-11发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410861873.5,技术领域涉及:G06F30/23;该发明授权基于位错净滑移失效指示因子的裂纹扩展预测方法及系统是由王小威;周德文;夏咸喜;李恒;张天宇;巩建鸣;涂善东设计研发完成,并于2024-06-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于位错净滑移失效指示因子的裂纹扩展预测方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了基于位错净滑移失效指示因子的裂纹扩展预测方法及系统,属于疲劳数值模拟技术领域,包括:根据材料的微观结构图以及各晶粒的随机取向,构建材料的晶体塑性裂纹扩展有限元模型;基于晶体塑性裂纹扩展有限元模型,构建晶体塑性本构模型,并嵌入基于位错净滑移的损伤指示因子,生成基于净滑移损伤因子的扩展有限元裂纹扩展准则;并通过获取裂纹尖端单元积分点的净滑移的平均值,依据新旧裂纹之间的转角判断裂纹扩展方向是否需要修正,从而进行裂纹扩展预测。本发明能模拟微观短裂纹扩展阶段与滑移相关的裂纹扩展行为,又能捕获长裂纹扩展阶段与位错滑移无关的裂纹扩展特性,从而能获得正确的裂纹扩展路径。
本发明授权基于位错净滑移失效指示因子的裂纹扩展预测方法及系统在权利要求书中公布了:1.基于位错净滑移失效指示因子的裂纹扩展预测方法,其特征在于,包括以下步骤:根据材料的微观结构图以及各晶粒的随机取向,构建所述材料的晶体塑性裂纹扩展有限元模型;基于所述晶体塑性裂纹扩展有限元模型,构建晶体塑性本构模型,并嵌入基于位错净滑移的损伤指示因子,生成基于净滑移损伤因子的扩展有限元裂纹扩展准则;基于所述扩展有限元裂纹扩展准则,通过获取裂纹尖端单元积分点的净滑移的平均值,依据新旧裂纹之间的转角,进行裂纹扩展预测;在构建晶体塑性本构模型的过程中,根据塑性变形速率梯度、塑性变形梯度速率、塑性变形梯度的逆、第α滑移系上的滑移方向上的单位矢量、第α滑移系上的滑移法向上的单位矢量以及第α滑移系上的剪切率,构建所述晶体塑性本构模型;在获取第α滑移系上的剪切率的过程中,所述剪切率表示为: 其中,为第α滑移系上的参考剪切率,τα为第α滑移系上的解析剪切应力,χα为第α滑移系上的背应力,n为流动率指数,gα为第α滑移系上的滑移阻力;在获取净滑移损伤因子的过程中,净滑移损伤因子S表示为: 式中,m、为材料参数,τα0为α滑移系上位错进行单位速度运动所需要的力;在获取基于净滑移损伤因子的扩展有限元裂纹扩展准则的过程中,所述扩展有限元裂纹扩展准则,包括:当裂纹尖端单元的净滑移S和临界值Scritical的比值小于1,则裂纹不扩展;当比值大于等于1时,裂纹尖端符合开裂准则,裂纹向前扩展;扩展方向平行于具有最大净滑移损伤值的滑移系方向。
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