(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211298111.6 (22)申请日 2022.10.21 (71)申请人 浙大城市学院 地址 310015 浙江省杭州市拱 墅区湖州街 51号 (72)发明人 丁杨　 (74)专利代理 机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 专利代理师 万尾甜　韩介梅 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/04(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种考虑腐蚀-疲劳耦合作用的平行钢丝疲 劳寿命评估方法 (57)摘要 本发明公开了一种考虑腐蚀 ‑疲劳耦合作用 的平行钢丝疲劳寿命评估 方法， 该方法包括考虑 腐蚀‑疲劳耦合作用下， 平行钢丝点蚀坑萌生、 疲 劳短裂纹扩展及疲劳长裂纹扩展三阶段； 此外， 考虑平行钢丝自身独特的物理特性， 即存在内部 拉力， 建立平行钢丝疲劳寿命评估模型。 本发明 提供了一种考虑腐蚀 ‑疲劳相互耦合作用关系及 平行钢丝自身物理特征的疲劳寿命评估方法， 能 够用于预测平行钢丝疲劳寿 命。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115510683 A 2022.12.23 CN 115510683 A 1.一种考虑腐蚀 ‑疲劳耦合作用的平行钢丝疲劳寿命评估方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： 基于法拉第定律 点蚀坑增长 速率公式， 推导平行钢丝点蚀坑萌生阶段历时； 基于断裂力学理论， 分别推导得到平行钢丝短裂纹和长裂纹扩展历时； 基于传统S ‑N曲线和预腐蚀过程， 推导得到裂纹扩展腐蚀加速因子表达式； 基于上述， 腐蚀疲劳点蚀坑萌生历时、 腐蚀疲劳短裂纹扩展历时和腐蚀疲劳长裂纹扩 展历时的总和即为腐蚀作用下的疲劳寿命， 从而 可建立得到考虑点蚀坑萌生 ‑短裂纹扩展 ‑ 长裂纹扩展的三阶段疲劳 ‑寿命曲线表达式。 2.根据权利要求1所述的腐蚀 ‑疲劳耦合作用的平行钢丝疲劳寿命评估方法， 其特征在 于， 采用法 拉第定律 点蚀坑增长 速率公式计算平行钢丝点蚀坑萌生阶段历时td： 式中， b和c分别为点蚀坑宽度、 长度； Cp为循环荷载作用因子； 为腐蚀坑形状参数； M为 钢材摩尔质量； n为释放电子数； F为法拉第常数， 其值为96500C/mol； ρ 为材料密度； Ip为点 蚀坑处电流； apsc为腐蚀坑向裂纹转 化的临界尺寸； S为应力幅。 3.根据权利要求2所述的腐蚀 ‑疲劳耦合作用的平行钢丝疲劳寿命评估方法， 其特征在 于， 基于断裂力学理论， 推导得到平行钢丝短裂纹扩展历时ts： 式中， f为循环荷载加载频率； atr为短裂纹过渡到长裂纹的临界尺寸； Ccorr为裂纹扩展 腐蚀加速因子； Cs为短裂纹的疲劳系数； ms为短裂纹疲劳指数； Y 为裂纹形状因子， a为点蚀坑 深度。 4.根据权利要求3所述的腐蚀 ‑疲劳耦合作用的平行钢丝疲劳寿命评估方法， 其特征在 于， 基于断裂力学理论， 推导得 出平行钢丝 长裂纹扩展历时tl： 式中， Cl为长裂纹疲劳系数； ml为长裂纹疲 劳指数； alr为长裂纹扩展到失 效的临界尺寸， 其值为0.5D； D为钢丝直径。 5.根据权利要求4所述的腐蚀 ‑疲劳耦合作用的平行钢丝疲劳寿命评估方法， 其特征在 于， 基于传统S ‑N曲线和预腐蚀过程， 推导得 出裂纹扩展腐蚀加速因子 Ccorr表达式； A1＝A/Kf Kf＝1.2+5.7 7C(t)权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115510683 A 2C(t)＝ktr 式中， S为疲劳应力幅值； Sb为平行钢丝极限抗拉强度； Sm为平行钢丝受力状态； m为与材 料相关的常数， 其值为3.5； C(t)表 示点蚀深度函数； t 为服役年限； k为服役一年后的腐蚀深 度(mm)； r为腐蚀速率； Kf为疲劳折减系数。 6.根据权利要求5所述的腐蚀 ‑疲劳耦合作用的平行钢丝疲劳寿命评估方法， 其特征在 于， 在腐蚀作用下的疲劳寿命： 由此建立考虑点蚀坑萌生 ‑短裂纹扩展 ‑长裂纹扩展的三阶段疲劳 ‑寿命曲线表达式， 为： N为循环次数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115510683 A 3