一种确定耐热金属材料剩余使用寿命的方法

摘要

本发明涉及一种服役材料关键参数的获取方法，特别是一种用于确定耐热金属材料剩余使用寿命的方法，解决了以往耐热金属材料剩余寿命预测可靠性低，误差大等问题。本方法首先通过实验获取一系列的蠕变试验数据，然后利用自行构建起来的模型对其进行三维曲面拟合，通过将拟合结果反复代入拟合参数中进行拟合。通过MATLAB软件中曲面拟合工具提供的SSE,R-square,Adjusted R-square,RMSE四个参数来判断模型的拟合效果，最终根据最佳拟合参数计算获得耐热金属材料剩余使用寿命。本发明可以大大提高耐热金属材料剩余寿命分析过程的效率以及剩余寿命分析的准确性和可靠性。

主权项

1.一种确定耐热金属材料剩余使用寿命的方法，其特征在于该方法包括以下步骤： 1）首先从需要预测寿命的工作部件上截取材料蠕变样品， 2）然后对被测样品进行金相分析，以确保不存在任何表面裂纹、孔洞的明显影响蠕变测试结果的缺陷， 3）然后在高温持久拉伸试验机进行不同温度和不同应力下的高温蠕变拉伸试验， 4）待获得的高温蠕变拉伸试验数据以后，在MATLAB软件的Workspace中建立一个包含有三列数据的数组，将温度、应力、断裂时间数据按先后顺序分别填入， 5）然后通过MATLAB三维曲面拟合工具Surface fitting tool进行曲面拟合，将拟合模型选项中选择Custom Equation，并在z=f(x,y)栏中填入下面的表达式(B0+B1*y+B2*y^2+B3*y^3)/x-C或者B0/x+B1*y/x+B2*y^2/x+B3*y^3/x-C，B0、B1、B2、B3分别为多项式中对应不同阶次项的常数，C为材料的特征参数； 6）然后在所述三位曲面拟合工具中进行参数B0、B1、B2、B3和C初始迭代值的设置，其设置方法是首先采用MATLAB三维曲面拟合工具Surface fitting tool软件默认初始值进行迭代运算，然后将迭代结果再次作为迭代初始值进行曲面拟合，直到拟合结果稳定为止， 7）将拟合结果稳定后得到的参数B₀、B₁、B₂、B₃和C，以及实际工作应力σ和实际工作温度T代入表达式从而计算出利用耐热金属材料制造的高温服役部件的剩余使用寿命t_r。