图3.6模型参数随应力幅Δτ变化的曲线图3.7用多尺度模型计算得到疲劳损伤演化曲线与实验测试结果的比较图3.8疲劳损伤演化模型分析结果验证为验证多尺度模型在描述微细观尺度下疲劳裂纹扩展行为方面的有效性，根据测试结果和反演的参数AΔγα，用式计算得到在低周疲劳中微裂纹扩展的数量级为10－8～10－7 m／cycle，在10－8～10－7 m／cycle高周疲劳中微裂纹的扩展数量级为10－10～10－9 m／cycle。......
2023-08-26
结构损伤模型参数反演与验证
【摘要】：采用两种方法来验证模型的有效性。图8.2IN100钢材疲劳损伤演化曲线的模型预测与实验结果的比较表8.1给出了反演得到的IN100钢模型参数。通过参数反演还可获得材料损伤模型参数与应力幅值的关系，详见参考文献［32］。对比发现利用所建立的疲劳模型预测的结果与实验数据吻合较好，表明所发展的多尺度疲劳损伤模型和所获得的模型参数是有效的。
采用两种方法来验证模型的有效性。第一种是选用IN100钢在3组不同应力幅值作用下的宏观疲劳损伤演化数据［38］进行模型参数反演获得模型参数与应力幅值的关系，然后再用所发展的模型和模型参数去预测IN100钢在其他应力幅值下的疲劳损伤演化曲线，并与实验数据对比，以验证所建立的疲劳损伤模型的有效性。第二种是选用316L钢在3组不同应力幅值作用下的疲劳损伤演化数据［39］进行模型参数反演获得模型参数与应力幅值的关系，然后再用所发展的模型和模型参数去预测316L钢在其他应力幅值下的疲劳寿命，并与实验数据对比，以验证所建立的疲劳损伤模型的有效性。
1.模型参数反演
首先选用IN100钢在3组不同应力幅值作用下的疲劳损伤演化数据进行模型参数反演。利用所发展的模型所拟合的IN100钢在这3组不同应力幅值作用下宏观疲劳损伤演化曲线如图8.2所示。
图8.2 IN100钢材疲劳损伤演化曲线的模型预测与实验结果的比较
表8.1给出了反演得到的IN100钢模型参数。用同样的方式，可以通过拟合316L钢在所选择的3组不同应力幅值作用下的疲劳损伤演化曲线，如图8.3所示，同时得到利用3组不同应力幅值（Δσ＝480MPa，500MPa，600MPa）反演得到的316L钢损伤模型参数，见表8.2。通过参数反演还可获得材料损伤模型参数与应力幅值的关系，详见参考文献［32］。
表8.1 通过参数反演得到的IN100钢材疲劳损伤模型参数
图8.3 316L钢疲劳损伤演化曲线的模型预测与实验结果的比较
表8.2 通过参数反演得到的316L钢材疲劳损伤模型参数
2.模型验证
利用在参数反演过程中建立的材料损伤模型参数与应力幅值的关系，可获得相关材料在其他应力幅值下的模型参数。据此可预测该材料在其他应力幅值下的疲劳损伤演化曲线，并与实验数据对比，其中IN100钢在应力幅值479MPa作用下的疲劳损伤演化曲线及其与实验结果的对比如图8.4所示。预测的316L钢在不同疲劳应力幅值下的疲劳寿命以及与实验数据对比如8.5所示。对比发现利用所建立的疲劳模型预测的结果与实验数据吻合较好，表明所发展的多尺度疲劳损伤模型和所获得的模型参数是有效的。
图8.4 IN100钢分析得到的疲劳损伤演化曲线与实验数据的比较
图8.5 模型预测的316L钢的疲劳寿命与实验结果的比较
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