专利名称：一种确定材料在不同应力比下的Paris参数C和m的方法
技术领域：
本发明涉及材料疲劳裂纹扩展性能确定技术领域，具体涉及一种确定材料在不同应力比下Paris参数C和 的方法。主要应用于确定材料材料疲劳裂纹扩展性能。
背景技术：
在研究套管钻井钢的疲劳裂纹扩展性能过程中发现，Paris参数C并非为常数，而是受到应力比的显著影响。《值相对比较稳定。而套管在钻井过程中由于井况复杂，诸如岩石、粘土层等等，都会导致应力比发生变化，从而导致裂纹扩展速率发生变化，使得Paris公式应用受到局限性。尽管1971年，ff. Elber对Paris公式
dN
进行了修正定义如下
^ = Cqff K (AKeff)^
其中ck/d/V为疲劳裂纹扩展速率(111/(^(316)，6； 和队 是材料常数；
提出了有效应力强度因子的概念，但没有广泛应用到工程实践中去。主要是因为观察到了裂纹闭合效应现象，但没有在各个参量之间建立定量关系。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种确定材料在不同应力比下的Paris参数C和《的方法，具有方法简单，不需要添加设备，精度高，适用范围广的特点。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种确定材料在不同应力比下的Paris参数C和m的方法,包括如下步骤
第一、在双对数坐标系中绘制材料在不少于四种不同应力比下的lgck/d/7-lg Af曲线，根据下式求取不少于四种不同应力下的Paris参数C和m ;
权利要求
1.一种确定材料在不同应力比下的Pari s参数C1和》的方法,其特征在于,包括如下步骤 第一、在双对数坐标系中绘制材料在不少于四种不同应力比下的lgck/d/7-lg Af曲线，根据下式求取不少于四种不同应力下的Paris参数C和m ; J」■ = c X (AKYndN 上式中，山/洲为疲劳裂纹扩展速率(m/cycle)； 第二、基于上表中的应力比和Paris参数C /XlO-13，利用最小二乘法获得应力比和C之间的关系式，(M)； 式中C为Paris参数，R为应力比； 第三、基于以下公式将不同应力比下的Af转换为A尤ff，AKeff =AK ( 0.7+ 0.15及(2+及)) 上式中，Afeff为有效应力强度因子范围(MPa ^mv2) ; Af为应力强度因子范围(MPa m1/2) 为应力比； 第四、将所有的Afrff按照从小到大次序排列，Af对应的疲劳裂纹扩展速率不变，然后在双对数坐标系中绘制一条曲线； 第五、基于如下公式求取材料参数Ceff和队ff， 其中，Crff和队ff是材料常数为疲劳裂纹扩展速率(m/cycle)； 第六、根据第二步中的公式和Crff，建立C，Qff及之间的关系式，如下所示泛Crff(AlnR+ B )； B为常数； 第七、根据应力比R, Ceff及常数J和常数凡求得任何应力比下的Paris参数C，根据 eff取任意应力比下的Paris参数》为ffieff，根据Paris公式CX (AX广计算不同应 dN力比下，不同Af对应的疲劳裂纹扩展速率。
2.根据权利要求I所述的一种确定材料在不同应力比下的Paris参数C和m的方法，其特征在于，包括如下步骤 第一、在双对数坐标系中绘制珠光体-铁素体钢在四种不同应力比下的IgcL3/d/7-lg AK曲线,根据下式求取四种不同应力下的Paris参数C和》 -=CX (MT clN 上式中，山/洲为疲劳裂纹扩展速率(m/cycle)； 结果如下当应力比R为0.1时，相应的Paris参数数》为3. 4965，Paris参数C /X1(T13为6. 3;当应力比R为0.3时，相应的Paris参数数》为3. 2879，Paris参数C /X 1(T13为17 ;当应力比R为0. 5时，相应的Paris参数数》为3. 3826，Paris参数C /X10_13为21 ;当应力比R为0. 7时，相应的Paris参数数》为3. 4563，Paris参数C /X1(T13 为 21. 7 ;第二、基于上述四种不同应力比和Paris参数C /X10_13，利用最小二乘法获得关系 式如下
3.根据权利要求1所述的一种确定材料在不同应力比下的Paris参数C和m的方法， 其特征在于，包括如下步骤第一、在双对数坐标系中绘制铁素体-贝氏体-马氏体钢在四种不同应力比下的lgcLa/ d/7-lg AK曲线，并根据下式求取四种不同应力下的Paris参数c和m :
4.根据权利要求I所述的一种确定材料裂纹不同应力比下材料Paris参数C和m的方法，其特征在于，包括如下步骤 第一、在双对数坐标系中绘制回火马氏体钢在四种不同应力比下的lgda/dn-lg AK曲线，并根据如下公式求取四种不同应力下的Paris参数
全文摘要
一种确定材料在不同应力比下的Paris参数C和m的方法，步骤为一、在双对数坐标系中绘制材料在不少于四种不同应力比下的lgda/dn-lg△K曲线，求取不少于四种不同应力下的Paris参c和m；二、据上步的应力比和Paris参数C/×10-13，获得应力比和C之间的关系式C=f(R)；三、基于公式将不同应力比下的△K转换为△Keff；四、将△Keff按从小到大次序，在双对数坐标系中绘制曲线；五、求取材料参数Ceff和meff；六、据第二步的公式和Ceff，建立C，Ceff及R之间的关系式；七、根据应力比R，Ceff及常数A和常数B，求得任何应力比下的Paris参数C，根据meff取任意应力比下的Paris参数m为meff，计算出不同应力比下，不同△K对应的疲劳裂纹扩展速率，方法简单，不需要添加设备，适用范围广。
文档编号G01N3/00GK102645366SQ20121015542
公开日2012年8月22日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者许天旱 申请人:西安石油大学