(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 202211008718.6 (22)申请日 2022.08.22 (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 李磊　黄威　岳珠峰　薛敏丽　 刘露　石峰　朱文超　 (74)专利代理 机构 北京律智知识产权代理有限 公司 11438 专利代理师 阚梓瑄 (51)Int.Cl. G16C 60/00(2019.01) G01D 21/02(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 结合加工工艺影响的材料疲劳寿命预测方 法及装置 (57)摘要 本公开涉及材料疲劳寿命预测技术领域， 具 体涉及一种结合加工工艺影响的材料疲劳寿命 预测方法及装置。 该结合加工工艺影 响的材料疲 劳寿命预测方法包括： 获取待预测材料的目标加 工属性信息以及应力幅值； 基于加工属性信息与 表面应力集中系数之间的映射关系确定所述目 标加工属性信息对应的目标表 面应力集中系数； 其中， 所述表 面应力集中系数是基于所述加工属 性信息对应加工试样的表面缺陷信息计算的； 将 所述目标加工属性信息、 所述目标表 面应力集中 系数以及所述应力 幅值带入疲劳寿命预测表达 式， 得到所述待预测材料的预测寿命。 本公开提 供的结合加工工艺影响的材料疲劳寿命预测方 法能够提高材 料疲劳寿 命预测精度。 权利要求书2页 说明书11页 附图4页 CN 115482889 A 2022.12.16 CN 115482889 A 1.一种结合加工 工艺影响的材 料疲劳寿命预测方法， 其特 征在于， 包括： 获取待预测材 料的目标加工属性信息以及应力幅值； 基于加工属性信息与表面应力集中系数之间的映射关系确定所述目标加工属性信息 对应的目标表面应力集中系 数； 其中， 所述表面应力集中系 数是基于所述加工属 性信息对 应加工试样的表面 缺陷信息计算的； 将所述目标加工属性信 息、 所述目标表面应力集中系数以及所述应力幅值带入疲劳寿 命预测表达式， 得到所述待预测材 料的预测寿命。 2.根据权利要求1所述的结合加工工艺影响的材料疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 所 述方法还包括： 构建所述加工属 性信息与表面应力集中系 数之间的映射关系， 所述构建所 述加工工艺与表面应力集中系数之间的映射关系， 包括： 配置多个加工属性信息； 参考GB/T  15248‑2008设计疲劳试样尺寸， 并按照各所述加工属性信息分别对疲劳试 样的标距段进行疲劳试验， 得到各加工属性信息分别对应的加工试样； 基于各所述加工试样的表面缺陷信息计算各所述加工属性信息分别对应的表面应力 集中系数， 以构建所述映射关系。 3.根据权利要求2所述的结合加工工艺影响的材料疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 所 述基于各所述加工试样的表面缺陷信息计算各所述加工属 性信息分别对应的表面应力集 中系数， 包括： 针对一加工属性信 息， 确定所述加工属性信 息对应加工试样的缺陷总面积以及轮廓总 面积作为所述表面 缺陷信息； 基于所述 缺陷总面积和所述轮廓总面积计算表面应力集中系数； 遍历所述加工属性信息， 以得到各 所述加工属性信息分别对应的表面应力集中系数。 4.根据权利要求3所述的结合加工工艺影响的材料疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 所 述确定所述加工属性信息对应加工试样的缺陷总面积， 包括： 观测所述加工试样的加工表面得到缺陷的球墨 凹坑以及球墨粉末条 带； 测量所述球墨凹坑的剩余颗粒直径以计算 圆形缺陷面积， 以及测量所述及球墨粉末条 带的条状面积和条状厚度以计算条状缺陷面积； 将所述圆形缺陷面积和所述条状缺陷面积相加得到所述 缺陷总面积。 5.根据权利要求4所述的结合加工工艺影响的材料疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 所 述测量所述及球墨粉末条 带的条状面积和条状厚度以计算条状缺陷面积， 包括： 基于所述球墨粉末条 带的条状面积和条状厚度计算剩余颗粒体积； 根据所述剩余颗粒体积将所述球墨粉末条带转换为等效缺陷球墨， 以确定所述等效缺 陷球墨的剩余颗粒等效半径； 基于所述剩余颗粒等效半径计算所述条状缺陷面积。 6.根据权利要求3所述的结合加工工艺影响的材料疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 所 述基于所述 缺陷总面积和所述轮廓总面积计算表面应力集中系数， 包括： 基于所述缺陷总面积计算等效缺陷半径， 以及基于所述缺陷总面积和所述轮廓总面积 计算轮廓占比系数和缺陷占比系数； 根据初始轮廓曲率半径、 所述等效缺陷半径、 所述轮廓占比系数和所述缺陷占比系数权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115482889 A 2确定修正轮廓曲率半径； 根据所述修正轮廓曲率半径、 载荷因子和轮廓 算术平均偏差值计算所述表面应力集中 系数。 7.根据权利要求1所述的结合加工工艺影响的材料疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 所 述方法还 包括： 确定所述 疲劳寿命预测表达式， 所述确定所述 疲劳寿命预测表达式， 包括： 将疲劳寿命模型中的材料参数与所述加工属性信息和所述表面应力集中系数进行拟 合， 得到所述材料参数关于所述加工属性信息和所述表面应力集中系数的材料参数表达 式； 将所述材 料参数表达式带入所述 疲劳寿命公式得到所述 疲劳寿命预测表达式。 8.一种结合加工 工艺影响的材 料疲劳寿命预测装置， 其特 征在于， 包括： 获取模块， 用于获取待预测材 料的目标加工属性信息以及应力幅值； 确定模块， 用于基于加工属性信 息与表面应力集中系数之间的映射关系确定所述目标 加工属性信息对应的目标表面应力集中系 数； 其中， 所述表面应力集中系 数是基于所述加 工属性信息对应加工试样的表面 缺陷信息计算的； 预测模块， 用于将所述目标加工属性信息、 所述目标表面应力集中系数以及所述应力 幅值带入疲劳寿命预测表达式， 得到所述待预测材 料的预测寿命。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115482889 A 3