预测铝合金在多轴加载下的疲劳寿命的系统和方法

摘要

本发明公开一种预测铝合金在多轴加载下的疲劳寿命的系统和方法。所述系统包括：计算机可读介质，其能够与用于循环多轴加载的基于微观力学的疲劳寿命模型协作。所述疲劳寿命模型通过处理由系统接收的与铝合金以及铝合金中所呈现应力状态相关的信息预测疲劳寿命。所接收的信息包括以下中的至少一种：临界剪切面；损伤因子；硬化因子，其由与铝合金中的缺陷概率和微观结构特性相关的多个单轴循环硬化因子参数中的至少一个限定；额外硬化因子，其与非比例性相关；和铝合金的热物理和机械性能。可使用铸造、固化和热处理工艺的数学建模或通过基于金相测量的极值统计而计算出所述缺陷和微观结构特性。

主权项

一种用于预测铝合金在循环多轴加载下的疲劳寿命的系统，所述系统包括：信息输入端，其设置为接收以下中的至少一种：与所述铝合金相关的信息，和与所述铝合金中所呈现的应力状态相关的信息，和所述铝合金的微观结构特性以及热物理和机械性能；信息输出端，其设置为传送与所述铝合金相关的信息；处理单元；和与至少一个基于微观力学的疲劳寿命模型协作的计算机可读介质，其中，所述疲劳寿命模型通过处理至少部分所接收的信息来预测所述铝合金的疲劳寿命，所接收的信息包括以下中的至少一种：所述铝合金的临界剪切面，其中剪切应变量达到其最大值；所述铝合金的损伤因子，所述损伤因子由多个损伤因子参数中的至少一个限定，所述损伤因子参数包括：最大剪切应变量，法向应变量，最大法向应变量，剪切应力量，和法向应力量；所述铝合金的硬化因子，所述硬化因子由多个单轴循环硬化因子参数中的至少一个限定，所述单轴循环硬化因子参数包括：疲劳强度系数，疲劳延性系数，疲劳强度指数，和疲劳延性指数，其中，所述单轴循环硬化因子参数与所述铝合金中的缺陷概率和微观结构特性相关；额外硬化因子，所述额外硬化因子由于多滑移系统中的位错相互作用所致，所述额外硬化因子由额外硬化系数、扭转硬化指数和非比例性值中的至少一种限定，其中，所述额外硬化系数、扭转硬化指数和非比例性值中的至少一种与所述铝合金中的微观结构概率和位错结构相关；和所述铝合金的微观结构特性以及热物理和机械性能，由以下中的至少一种限定：缺陷尺寸，缺陷体积分数，二次枝晶臂间距，晶粒尺寸，第二相颗粒尺寸，第二相颗粒的纵横比，第二相颗粒的体积分数，剪切模量值，泊松比，和杨氏模量值。