СПОСОБ ОЦЕНКИ КОЭФФИЦИЕНТА ИНТЕНСИВНОСТИ НАПРЯЖЕНИЙ И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ ВЫЧИСЛЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ

1. Способ (100) оценки коэффициента интенсивности напряжений в детали, смоделированной в цифровой форме, в рамках моделирования распространения усталостной трещины, характеризующийся тем, что осуществляется системой (10), содержащей блок (12) обработки данных, и включает этапы, на которых:
- (Е2): из цифровой модели анализируемой детали (20) получают множество смоделированных значений в разных точках анализируемой детали (20), при этом указанное множество смоделированных значений включает в себя, для разных смоделированных шагов распространения трехмерной трещины, которая обнаруживается на указанной цифровой модели детали, совокупность смоделированных значений коэффициента интенсивности напряжений в соответствующих точках, положение этих точек и данные, относящиеся к треснутой поверхности указанной трещины,
- (Е3): для каждого шага распространения и для указанной совокупности смоделированных значений для соответствующего шага определяют преобразованное эффективное значение общего эквивалентного коэффициента интенсивности напряжений, соответствующее эффективному значению коэффициента интенсивности напряжений плоской трещины с прямым фронтом, и определяют преобразованную длину рассматриваемой эквивалентной трещины, при этом указанные преобразованные значения определяют посредством уравнивания энергии, рассеиваемой в трехмерной трещине указанной цифровой модели, и энергии, рассеиваемой в трещине стандартной модели плоской трещины с прямым фронтом, при этом сами значения энергии определяют в соответствии с коэффициентами интенсивности напряжений,
- (Е4): интерполируют преобразованные эффективные значения общего эквивалентного коэффициента интенсивности напряжений между двумя последовательными преобразованными длинами трещины,
- (Е5): сохраняют интерполированные таким образом преобразованные эффективные значения общего эквивалентного коэффициента интенсивности напряжений вместе с соответствующими длинами трещины.
2. Способ оценки по п. 1, в котором на этапе (Е4) интерполяции применяют кусочно-линейную интерполяцию.
3. Способ оценки по п. 1, в котором на этапе (Е4) интерполяции применяют интерполяцию посредством минимизации энергии кривизны.
4. Способ оценки по п. 1, в котором этап (Е4) интерполяции включает в себя следующие подэтапы:
- (Е41) интерполяция с применением линейной интерполяции,
- (Е42) интерполяция с применением интерполяции посредством минимизации энергии кривизны, при этом оба вида интерполяции являются взаимозаменяемыми,
- (Е43) вычисление по меньшей мере одной величины, характеризующей разность эффективных значений общего эквивалентного коэффициента интенсивности напряжений между двумя интерполяциями, при этом указанную разность вычисляют строго между двумя значениями длины трещины, соответствующими двум последовательным шагам,
- (Е44) сравнение указанной величины, характеризующей разность, с заранее определенным порогом,
- (Е45) если величина, характеризующая разность, превышает указанный порог, генерируют команду на вычисление, на основании цифровой модели анализируемой детали (20), значений коэффициента интенсивности напряжений и значений положения трещины между двумя последовательными шагами.
5. Способ оценки по любому из пп. 1-4, в котором перед этапом получения (Е2) выполняют этап (Е1) вычисления с применением моделирования методом конечных элементов на последовательных шагах изменения трещины в анализируемой детали (20), при этом указанное моделирование осуществляет блок (12) обработки данных.
6. Способ оценки по любому из пп. 1-5, в котором указанные цифровые данные, выбранные на этапе (Е2) получения данных, получают посредством моделирования методом конечных элементов или расширенным методом конечных элементов.
7. Способ оценки по любому из пп. 1-6, в котором для этапа (Е3) определения:
первый набор данных позволяет определить эффективное значение степени восстановления энергии ΔG посредством следующих соотношений и их эквивалентности в отношении амплитуды:
I,
II
III
гдеK Kи K - соответственно коэффициенты интенсивности напряжений КИН, соответствующие модам открытия трещины, плоского сдвига и антиплоского сдвига,  - эффективное значение коэффициента интенсивности напряжений,  - эффективное значение степени восстановления энергии, s - криволинейная абсцисса вдоль фронта трещины, E - модуль Юнга, μ - модуль сдвига, E* - эквивалентный модуль Юнга, ν - коэффициент Пуассона,
второй набор данных позволяет определить приращение dSurf треснутой поверхности,
причем указанные параметры позволяют получить значение рассеянной энергии:
указанную рассеянную энергию уравнивают с рассеянной энергией трещины стандартной модели плоской трещины с прямым фронтом, которая имеет следующее выражение:
где обозначение glob относится к этой стандартной модели, а является длиной фронта трещины,
glob
при этом благодаря моделированию с использованием закона Париса с параметрами закрытия трещины Элбера, устанавливают связь между dSurf и
,
где С и n - коэффициенты Париса,
при этом, уравнивая две указанные рассеянные энергии, получают:
glob
и с помощью соотношений между ΔGeff и ΔKeff определяют  и определяют Surf, то есть указанную преобразованную длину эквивалентной трещины,
при этом указанный первый набор данных содержит значения коэффициента интенсивности напряжений в соответствующих точках на фронте трещины и их соответствующее положение, а указанный второй набор данных содержит данные, относящиеся к указанной треснутой поверхности.
8. Способ (200) оценки срока службы детали (20), смоделированной в цифровой форме, в котором выполняют вычисление срока службы детали (20) с использованием преобразованных эффективных значений коэффициента интенсивности напряжений, интерполированных при помощи способа по любому из пп. 1-7.
9. Система, содержащая блок (12) обработки данных, содержащий средства (14) вычисления и память (16), при этом указанный блок выполнен с возможностью осуществления способа оценки по любому из пп. 1-7 или способа оценки срока службы по п. 8.
10. Компьютерный программный продукт, выполненный с возможностью исполнения системой по п. 9 и содержащий команды для осуществления способа оценки по любому из пп. 1-7 или способа оценки срока службы по п. 8.