(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 202211110510.5 (22)申请日 2022.09.13 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市碑林区友谊西 路127号 (72)发明人 刘东　张喆　王建国　 (74)专利代理 机构 西安亿诺专利代理有限公司 61220 专利代理师 何春江 (51)Int.Cl. G16C 60/00(2019.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种高温合金斜轧穿孔过程离层缺陷的预 测方法及模型 (57)摘要 本发明一种高温合金斜轧穿孔过程离层缺 陷的预测方法及模型涉及离层缺陷预测领域， 具 体涉及一种高温合金斜轧穿孔过程离层缺陷的 预测方法及模型， 包括以下步骤： 建立高温合金 斜轧穿孔有限元模型， 并进行高温合金斜轧穿孔 有限元模拟， 提取整个变形过程中的等效应变、 温度、 应变速率、 最大剪切应变、 应力三轴度、 最 大剪应力、 等效应力及变形结束时刻的最大剪切 应变的全部数据， 计算积分确定损伤 值及平均温 度和平均应变速率， 在上步骤中确定的平均温度 和平均应变速率下进行高温合金压 ‑剪变形实 验； 本发明通过简单的压剪热模拟变形实验和有 限元模拟技术可以预测实际变形工艺过程中的 工程断裂难题， 减少实际生产过程的试错过程， 节约人力物力财力。 权利要求书2页 说明书7页 附图12页 CN 115472246 A 2022.12.13 CN 115472246 A 1.一种高温合金斜轧穿 孔过程离层缺陷的预测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： （1） 建立高温合金斜轧穿孔有限元模型， 并进行高温合金斜轧穿孔有限元模拟， 提取整 个变形过程中的等效应变ε、 温度T、 应变速率 、 最大剪切应变 、 应力三轴度 、 最大剪 应力 、 等效应力 及变形结束时刻的最大剪切应变 的全部数据， 代入下式计算积 分确定损伤值D； ； 式中， 代表取正运算， 当 大于零时， 则 等于 ， 当 小 于等于零时， 则 的值为0； 根据下式计算平均温度： ； 根据下式计算平均应 变速率： ； （2） 在步骤 （1） 中确定的平均温度和平均应变速率下进行高温合金压 ‑剪变形实验， 确 定材料断裂时刻对应的轴向压缩量， 然后建立压剪变形有限元模型， 并进行压剪变形有限 元模拟， 压剪至断裂时刻对应的轴向压缩量， 提取该过程中的应力三轴度 、 最大剪应力 、 等效应力 、 最大剪切应变 及变形结束时刻的最大剪切应变 ， 通过下式确定 高温合金的损伤阈值； ； 式中， 代表取正运算， 当 大于零时， 则 等于 ， 当 小 于等于零时， 则 的值为0； 式中 表示损伤阈值； （3） 基于步骤 （1） 和步骤 （2） 中确定的D值和 值， 带入下式求 解损伤 ： ；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115472246 A 2根据 的结果， 判断离层缺陷是否产生： 若 大于等于1， 则该高温合金斜轧 穿孔过程中产生离层缺陷， 若 小于1， 则该高温合金斜轧穿孔过程中不产生离层缺 陷。 2.如权利要求1所述一种高温合金斜轧穿孔过程离层缺陷预测方法， 其特征在于， 所述 有限元模型包括根据相 应变形工艺中的几何参数采用三维造型软件建立的几何模型和材 料模型及边界条件； 所述材料模型包括热学参数和力学参数， 所述热学参数包括通过热导率测试仪得到的 热导率和通过比热容测试仪测定得到的比热容； 所述力学参数包括 通过Gleeble热模拟试验机进行测定的杨氏模量和流动应力曲线； 所述边界条件为： 摩擦因子为0.85， 坯料与模具换热系数为10000W/ （m2·K） ， 坯料与空 气换热系数为5 0W/ （m2·K） 。 3.一种预测模型， 其特征在于， 利用如权利要求1所述一种高温合金斜轧穿孔过程离层 缺陷预测方法得到的预测模型， 所述预测模型为： ， 式中 为损伤， ε、 、 、 、 、 分别为高温合金斜轧穿孔有限元模拟 整个变形过程中的等效应变ε、 最大剪切应变 、 应力三轴度 、 最大剪应力 、 等效 应力 及变形结束时刻的最大剪切应 变 ； 式中， 代表取正运算， 当 大于零时， 则 等于 ， 当 小 于等于零时， 则 的值为0。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115472246 A 3