包含疲劳载荷的金属结构日历寿命确定方法

摘要

本发明方法，属材料失效与保护技术领域。它主要解决金属结构和设备在日历寿命确定中，如何考虑疲劳载荷的影响问题。它的技术方案是：①编制一年的使用温度谱和疲劳载荷谱；②确定腐蚀溶液成份和试验加速倍数；③在使用温度谱和疲劳载荷谱下，分别循环进行一级高浓度溶液的金属试件的腐蚀试验和疲劳试验，直至试件损伤达到临界损伤值Dc为止；④用模型(1)计算日历寿命Hc。(模型(1)见右上)模型(1)中的Dt是腐蚀和疲劳组合试验得到的，Dc是给定的临界腐蚀损伤值，dt是已知的试验溶液浓度，λ是由试验得到的试验循环周期数，是已知的使用温度谱，由此包含疲劳载荷的金属结构和设备日历寿命Hc可求出。

说明书

所属技术领域

本发明属于材料失效与保护领域。

技术背景

由于一些金属结构和设备在使用中，它们不仅受到腐蚀环境的作用，而且还受到疲劳载荷的作用，因此在给这些结构和设备确定日历寿命时，只考虑腐蚀环境的作用，不考虑疲劳载荷的作用是不可靠的。目前国内外，如何考虑疲劳载荷在日历寿命确定中的影响，尚没有一种便于工程应用的方法。本发明方法解决了这一问题。

发明内容

本发明方法，在一级高浓度腐蚀溶液和一年的使用温度谱的试验中，将一年的使用疲劳载荷谱随机地加入其中，这样试验中的腐蚀损伤D_t就是腐蚀和疲劳载荷共同作用的结果。用由此获得的D_t算得的日历寿命就同时包含了腐蚀环境和疲劳载荷的作用，这样确定的日历寿命更可靠。

具体实施方案

1 编制一年的使用温度谱。

2 编制一年的使用疲劳载荷谱。

3 确定腐蚀溶液成份和试验加速倍数。

4 加工可施加疲劳载荷的腐蚀试验件。

5 试验方法：

①在使用温度谱下，将一组试件放入选定的一级高浓度腐蚀溶液中进行试验，试验时间是一年使用温度谱中每级温度时间的的总和。

②取出上述腐蚀试验的全部试验件，分别对每个试验件进行一年使用疲劳载荷谱中每级频数的加载试验。

③重复循环上述腐蚀和疲劳两种试验，假设进行“λ”次循环后，达到临界损伤D_c，才停止试验。

6 包含疲劳载荷的日历寿命计算

①取日历寿命计算模型(1)

$H_c=\frac{D_c{d}_t}{D_t}\lambda \left[\underset{i=1}{\overset{k}{\Sigma }}{h}_i\right]---\left(1\right)$

②日历寿命H_c计算：

由于模型(1)中的D_t是腐蚀和疲劳组合试验得到的、D_c是给定的临界腐蚀损伤值、d_t是已知的试验溶液浓度、λ是由试验得到的试验循环周期数、是已知的使用温度谱，由此包含疲劳载荷的金属结构和设备日历寿命H_c可求出。