CN112883604B - 确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的方法和计算机可读介质，包括：提供镍基单晶叶片不同位置处的叶片试样；对每个叶片试样中的不同位置的金相组织进行拍摄，以形成多个分别与各个位置的金相组织相对应的金相组织图；根据各金相组织图，建立镍基单晶叶片不同位置处γ＇相微观组织面积的概率密度函数；根据概率密度函数，选取预定数量的γ＇相样本，并建立镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的模型图；根据模型图，建立镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的有限元模型，并对不同位置处的有限元模型进行计算，以确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度。该方法能够更加准确的确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度。
Description
技术领域
本公开涉及镍基高温合金技术领域，尤其涉及一种确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的方法和计算机可读存储介质。
背景技术
在镍基高温合金技术领域中，高温蠕变是镍基单晶叶片失效的主要形式，为了避免镍基单晶叶片发生蠕变断裂而引起失效，需要对镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度进行分析。
在现有技术中，通常采用一个γ＇相来建立单颗粒模型。然而，γ＇相单颗粒模型太过于理想化，不能够很好的反映出真实的γ/γ＇相微观组织。并且，γ＇相单颗粒模型没有考虑单晶叶片在不同位置处γ＇相尺寸的差异。从而，现有技术无法准确的对镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度进行分析和确定。
所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的方法和计算机可读存储介质，该方法能够准确的对镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度进行分析和确定。
为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：
本公开首先提供了一种确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的方法，包括：
提供所述镍基单晶叶片不同位置处的叶片试样；
对每个所述叶片试样中的不同位置的金相组织进行拍摄，以形成多个分别与各个位置的金相组织相对应的金相组织图；
根据各所述金相组织图，建立所述镍基单晶叶片不同位置处γ＇相微观组织面积的概率密度函数；
根据所述概率密度函数，选取预定数量的γ＇相样本，并建立所述镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的模型图；
根据所述模型图，建立所述镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的有限元模型，并对不同位置处的所述有限元模型进行计算，以确定所述镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度。
在本公开的一种示例性实施例中，所述对每个所述叶片试样中的不同位置的金相组织进行拍摄，以形成多个分别与各个位置的金相组织相对应的金相组织图，包括：
对每个所述叶片试样的表面进行处理；
对表面处理后的各所述叶片试样的金相组织进行腐蚀；
在各所述叶片试样的不同位置上选取预定数量的金相试样；
对每个金相试样的预设区域进行拍摄，以得到每个所述金相试样的金相组织图。
在本公开的一种示例性实施例中，所述预设区域为所述金相试样的中间区域。
在本公开的一种示例性实施例中，所述根据各所述金相组织图，建立所述镍基单晶叶片不同位置处γ＇相微观组织面积的概率密度函数，包括：
根据各所述金相组织图，对各所述金相组织图中的γ＇相微观组织面积和尺寸进行统计；
根据对各所述金相组织图中的γ＇相微观组织面积和尺寸进行统计的结果，确定各所述金相组织图中的γ＇相微观组织面积的分布规律；
根据所述分布规律，建立所述镍基单晶叶片不同位置处γ＇相微观组织面积的概率密度函数。
在本公开的一种示例性实施例中，所述根据各所述金相组织图，对各所述金相组织图中的γ＇相微观组织面积和尺寸进行统计，包括：
对各所述金相组织图进行阈值处理；
确定比例尺，并对阈值处理后的各所述金相组织图中的γ＇相微观组织面积和尺寸进行统计。
在本公开的一种示例性实施例中，所述概率密度函数为：
其中，x为γ＇相微观组织面积，α为所述概率密度函数的形状参数，β为所述概率密度函数的尺度参数，ε为所述概率密度函数的位置参数。
在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述概率密度函数，选取预定数量的γ＇相样本，并建立所述镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的模型图，包括：
根据所述概率密度函数，从所述概率密度函数中抽取预设数量的γ＇相样本；
利用矩形排布法将预设数量的所述γ＇相样本进行随机排布，以得到所述镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的模型图。
在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述模型图，建立所述镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的有限元模型，包括：
对所述γ/γ＇相的模型图进行阈值处理；
获取所述γ/γ＇相的模型图中每个所述γ＇相样本的位置坐标和尺寸；
根据所述每个所述γ＇相样本的位置坐标和尺寸，计算每个γ＇相样本的对角坐标；
根据每个所述γ＇相样本的尺寸和对角坐标，建立所述镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的有限元模型。
在本公开的一种示例性实施例中，所述对不同位置处的所述有限元模型进行计算，以确定所述镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度，包括：
通过镍基单晶高温合金蠕变实验，得到所述镍基单晶叶片的材料弹性常数和蠕变损伤常数；
对所述有限元模型划分网格；
向所述有限元模型施加周期性边界条件，并对所述有限元模型的不同位置的蠕变强度均进行计算和评估，以确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度。
在本公开另一方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的方法。
本公开提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本公开提供的确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的方法，通过提供镍基单晶叶片的不同位置处的叶片试样，能够分别确定不同位置处的蠕变强度。并且，本公开建立镍基单晶叶片不同位置处γ＇相微观组织面积的概率密度函数能够对镍基单晶叶片不同位置上的γ＇相微观组织面积进行准确表征，从而准确确定镍基单晶叶片不同位置上的γ＇相微观组织面积的变化规律。
另外，本公开根据概率密度函数选取预定数量的γ＇相样本，并建立镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的模型图。从而，本公开能够利用多个γ＇相样本来建立γ/γ＇相的模型图，相比于现有技术而言，本公开能够更准确的反映出镍基单晶叶片真实的γ/γ＇相微观组织结构。也就因此，本公开能够更加准确的对镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度进行分析和确定。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本公开一实施例的确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的方法的流程示意图；
图2是根据本公开一实施例的γ/γ＇相的有限元模型。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的主要技术创意。
本公开首先提供了一种确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的方法，该方法能够准确确定镍基单晶叶片不同位置上的γ＇相微观组织面积的变化规律，并且能够更加准确的对镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度进行分析和确定。具体地，如图1和图2所示，该确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的方法可以包括：
步骤S10、提供镍基单晶叶片不同位置处的叶片试样；
步骤S20、对每个叶片试样中的不同位置的金相组织进行拍摄，以形成多个分别与各个位置的金相组织相对应的金相组织图；
步骤S30、根据各金相组织图，建立镍基单晶叶片不同位置处γ＇相微观组织面积的概率密度函数；
步骤S40、根据概率密度函数，选取预定数量的γ＇相样本1，并建立镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的模型图；
步骤S50、根据模型图，建立镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的有限元模型，并对不同位置处的有限元模型进行计算，以确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度。
下面对上述步骤进行详细说明：
在步骤S10中，可以提供镍基单晶叶片不同位置处的叶片试样。具体地，可以对镍基单晶叶片进行切割，从而形成多个尺寸相同或者相近的叶片试样。需要说明的是，此处所说的尺寸可以为叶片试样的长度、宽度或者竖直方向的投影面积等。
该镍基单晶叶片可以为铸态，其可以但不限于由C、Cr、Co、W、Mo、Al、Hf、Ti、Ta、B、Re、Nb、Si和Ni等元素组成。其中，该镍基单晶叶片中各元素的质量百分比可以分别为：C：0.015％；Cr：6.73％；Co：9.0％；W：8.0％；Mo：2.0％；Al：5.7％；Hf：1.0％；Ti：0.1％；Ta：7.0％；B：0.02％；Re：2.2％；Nb：1.0％；Si：0.02％；其余为Ni。但不限于此，本公开对镍基单晶叶片的形态、组成元素和各元素的质量所占的百分比不做限制，可以根据实际的需要设置，这均在本公开的保护范围之内。
另外，该镍基单晶叶片中，晶体的取向可以是[001]取向、[110]取向或[111]取向等。
除此之外，镍基单晶叶片的叶面可以呈流线型分布，因此不同位置处的叶片试样的厚度呈非线性变化。本公开所提供的镍基单晶叶片的厚度可以为0.6～2.5mm，但不限于此，也可以为其他厚度。
在步骤S20中，可以对每个叶片试样中的不同位置的金相组织进行拍摄，以形成多个分别与各个位置的金相组织相对应的金相组织图。
具体地，可以对每个叶片试样的表面进行处理。举例而言，可以对每个叶片试样的表面进行打磨抛光处理，从而使得每个叶片试样的表面平整并且呈镜面状。
在本公开的一个实施例中，可以采用不同的砂纸对每个叶片试样的表面进行打磨，以将叶片试样表面磨平和磨光。进一步地，可以去除每个叶片试样在去除切割镍基单晶叶片后形成的损伤和变形层，从而保证每个叶片试样的所有表面均平整。更进一步地，可以采用不同粒度的研磨膏对打磨后的叶片试样进行抛光处理，从而去除打磨后叶片试样表面残留的打磨痕迹，从而使得每个叶片试样的表面均呈镜面状。
通过将叶片试样进行打磨和抛光使得叶片试样的表面平整并呈镜面状，从而能够为后期观测微观组织提供前期条件，并且由于叶片试样的表面平整且呈镜面状，从而能够提高后期观测的精准度，也就能够提高分析和确定确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的准确性。
但是，需要说明的是，本公开对砂纸的类型和研磨膏的类型不做限制，可以根据实际需要设置。同时，本公开仅仅是以一个实施例的方式解释如何打磨和抛光，但是在实际操作的过程中，打磨和抛光的方式不限于上述采用砂纸和研磨膏的方式，也可以采用其他方式，可以根据实际情况选择合适的方式，这均在本公开的保护范围之内。
进一步的，可以对表面处理后的各叶片试样的金相组织进行腐蚀，从而将γ/γ＇相区分开，以便于对各叶片试样的金相组织进行观察。
上述说述的γ相可以在镍基单晶中作为基体相，并以面心立方体结构存在于镍基合金中；γ＇相可以为在镍基单晶中均匀地以共格形式镶嵌在γ相中的二次析出相；γ/γ＇相可以为γ相和γ＇相。
在本公开的一个实施例中，可以利用化学试剂对表面处理后的叶片试样进行腐蚀。举例而言，上述化学试剂可以为HF、HNO3和C3H8O3的混合溶液，其中，C3H8O3在强酸环境中可以作为缓冲剂，HF:HNO3:C3H8O3的体积比可以为1:2:3。但不限于此，本公开对化学试剂的成分和各成分的体积比不做限定，只要能够将叶片试样的表面进行腐蚀以露出金相组织即可。
可以在每个叶片试样的表面涂敷该化学试剂，从而对叶片试样的表面进行腐蚀。也可以将整个叶片试样在该化学试剂中浸泡一定的时间，从而使得叶片试样的表面腐蚀。但不限于此，还可以采用其他方式。
通过对每个叶片表面的金相组织进行腐蚀，能够使得γ相基体被腐蚀出凹槽，从而能够在显微镜下清晰的观察到如同一条条通道一般的γ相。并且，γ＇相没有被腐蚀，从而能够在显微镜下清晰地观察到γ相仅仅包裹着没有被腐蚀的γ＇相。进而能够更容易的将γ相和γ＇相进行区分。
更进一步地，可以在各叶片试样的不同位置上选取预定数量的金相试样。具体地，可以在每个叶片试样上的不同位置选取三个金相试样，并且三个金相试样的厚度均不相同，从而保证取样的多样性，本公开对每个叶片试样上的金相试样的数量不做限制，可以根据实际需要选择，例如：两个、四个等均可。
接下来，可以对每个金相试样的预设区域进行拍摄，以得到每个金相试样的金相组织图。
在本公开的一个实施例中，可以采用显微镜以预定放大倍数对各个金相试样的预设区域进行拍摄。该预定方法倍数可以为40000～60000倍，优选的倍数可以为50000倍；显微镜可以为扫描隧道电子显微镜，但不限于此，也可以采用其他放大倍数和其他显微镜或者拍摄设备，只要能够拍摄出能够清晰的观察金相组织图的图像即可。该金相组织图的格式可以为TIFF格式或JPEG格式，但不限于此。
在本公开的一个实施例中，上述预设区域可以为每个金相试样的中间区域。由于在每个金相试样的中间区域的厚度为金相试样的唯一尺寸变量，从而选取该区域进行拍摄，能够排出其他尺寸变量的干扰，进一步提高分析和确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的准确性。
在步骤S30中，可以根据各金相组织图，建立镍基单晶叶片不同位置处γ＇相微观组织面积的概率密度函数。
具体地，可以根据各金相组织图，对各金相组织图中的γ＇相微观组织面积进行统计。进一步的，可以对各金相组织图进行阈值处理，并确定比例尺，对阈值处理后的各金相组织图中的γ＇相微观组织面积和尺寸进行统计。
上述阈值处理可以为设定一个像素的灰度阈值，当金相组织图中的像素点的灰度小于该灰度阈值时，该像素点可以呈白色；当金相组织图中的像素点的灰度大于或等于该灰度阈值时，该像素点可以呈黑色。由此可知，通过对金相组织图进行阈值处理，能够将金相组织图处理成非黑即白的图片，进而有利于对γ＇相进行判读。
进一步的，为了更加便于γ＇相的判读，可以将灰度阈值设定为γ相所处位置阈值处理后为白色，γ＇相所处位置阈值处理后为黑色。
更进一步地，由于镍基单晶叶片中的γ＇相均匀的镶嵌在γ相中，从而γ＇相在金相组织图中可以呈现较为规则的矩形。从而可以读出每个金相组织图中的γ＇相的面积、平均面积以及高宽尺寸、长宽尺寸、面积分数的信息。另外，还可以读出γ＇相的位置坐标信息。
在本公开的一个实施例中，可以利用计算机软件Image-J图像处理软件直接对阈值处理后的金相组织图中γ＇相的信息进行读取。但不限于此，还可以使用其他图像处理软件，这均在本公开的保护范围之内。
进一步地，可以根据对所述金相组织图中的γ＇相微观组织面积和尺寸进行统计的结果，确定各金相组织图中的γ＇相微观组织面积的分布规律。
具体地，可以将每个金相组织图中的γ＇相的面积、平均面积以及高宽尺寸、长宽尺寸、面积分数的信息进行定量分析。从而能够到的各金相组织图中的γ＇相的面积服从三参数对数逻辑分布。其中，每个金相组织图中的γ＇相的数量可以为600～900个，但不限于此。
更进一步地，可以根据分布规律，建立镍基单晶叶片不同位置处γ＇相微观组织面积的概率密度函数。该概率密度函数可以为：
其中，x为γ＇相微观组织面积，α为所述概率密度函数的形状参数，β为所述概率密度函数的尺度参数，ε为所述概率密度函数的位置参数。
具体地，通过改变α、β和ε这三个参数的值，能够改变概率密度函数曲线，从而对后期建模产生影响。从而可以根据后期建模的需要设定α、β和ε这三个参数的值。其中，α的变化可以对概率密度函数曲线的形状产生影响，随着α的正大，概率密度函数的曲线会向右移；β的变化不会对概率密度函数的曲线形状产生影响，只会使得曲线的尺寸发生变化；ε的变化不会对曲线的形状和尺度产生影响，只能起到对概率密度函数位置修正的作用。需要说明的是，概率密度函数不限于此，也可以为其他形式，本公开仅仅以一种函数形式为例进行举例说明。
另外，为了保证概率密度函数的准确性，还可以对概率密度函数进行准确性检验。可以在1-a＝0.95的置信水平下对这些数据进行K-S检验，当全部检验为真时，可以判定得到的概率密度函数准确。
在步骤S40中，可以根据概率密度函数，选取预定数量的γ＇相样本1，并建立镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的模型图。
可以根据上述概率密度函数，从概率密度函数中抽取预设数量的γ＇相样本1，并利用矩形排布法将预设数量的γ＇相样本1进行随机排布，以得到镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的模型图。其中，预设数量的γ＇相样本1的面积可以不同。
具体地，可以将抽取出的γ＇相样本1转化为矩形，并将面积不同的γ＇相样本1由大到小进行排序。随后，可以将矩形化的γ＇相样本1根据面积由大到小的顺序依次随机放置在特定区域内，从而组成γ/γ＇相的模型图。
需要说明的是，矩形化处理后的γ＇相样本1与金相组织图中的γ＇相样本1具有对等的面积和对等的长宽比，从而保证后期有限元模型中的γ/γ＇相微观组织和真实镍基单晶叶片中的γ/γ＇相微观组织接近，从而更进一步地保证了分析和确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度准确性。
在本公开的一个实施例中，可以利用编程软件编写程序，通过该程序自动抽取预设数量的γ＇相样本1，并利用矩形排布法将预设数量的γ＇相样本1进行随机排布，以自动生成镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的模型图。该编程软件可以为：Python语言编程软件，但不限于此。
需要说明的是，在γ＇相样本1数目较少的时候，最终计算后的蠕变强度会急速下降，这是由于抽取的γ＇相样本1的数目还不够多，使得γ＇相样本1不具有代表性，抽样不均匀导致γ/γ＇相的模型图中排布了面积较大的γ＇相样本1。而随着抽取的γ＇相样本1数量增多，不同γ＇相样本1数目的模型的蠕变强度基本趋于稳定值，强度值在一个小范围内波动，这里可以认为抽取的γ＇相样本1数量已经足以代表该位置处的模型。但是，随着γ＇相样本1数目的增多，计算成本会显著增加。从而，结合成本和准确性综合判定，最终从概率密度函数中抽取样本时，γ＇相样本1的数目为150～160个之间即可。但不限于此，也可以抽取其他数目的γ＇相样本1，这也在本公开的保护范围之内。
在步骤S50中，可以根据模型图，建立镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的有限元模型，并对不同位置处的有限元模型进行计算，以确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度。
具体地，可以对上述γ/γ＇相的模型图进行阈值处理，此处的阈值处理方式与上述阈值处理方式相似，在此不做详细说明。通过对γ/γ＇相的模型图进行阈值处理，能够得到非黑即白的模型图。
可以获取γ/γ＇相的模型图中每个γ＇相样本1的位置坐标和尺寸，此次所述的尺寸可以为γ＇相样本1的面积、长和宽的尺寸等。
进一步地，可以根据每个γ＇相样本1的位置坐标和尺寸，计算γ＇相样本1的对角坐标。由于γ/γ＇相的模型图中的γ＇相样本1均进行了矩形化处理，从而能够通过γ＇相样本1的位置坐标、长和宽的尺寸进行计算从而得到每个γ＇相样本1一条对角线上的两个端点的坐标，即：γ＇相样本1的对角坐标。
更进一步地，为了便于后期有限元模型的分区，还可以对每个矩形化的γ＇相样本1四条边的中点坐标进行拉伸处理。
在本公开的一个实施例中，可以根据每个γ＇相样本1的尺寸和对角坐标，建立镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的有限元模型。
具体地，可以利用有限元软件，将每个γ＇相样本1的位置坐标和尺寸以及每个γ＇相样本1四条边的中点坐标输入至有限元软件中，即可自动生成镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的有限元模型。
举例而言，可以编写有限元软件的脚本程序，例如：可以编写python脚本程序，按流程将需要的功能编写进去，最后将每个γ＇相样本1的位置坐标和尺寸以及每个γ＇相样本1四条边的中点坐标输入编写进python脚本程序中。随后，可以在有限元软件中运行该脚本程序，从而可以自动生成镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的有限元模型。但不限于此，也可以采用其他方式和程序来生成镍基单晶叶片不同位置处的γ/γ＇相的有限元模型，这均在本公开的保护范围之内。
在本公开的一个实施例中，可以通过镍基单晶高温合金蠕变实验，得到镍基单晶叶片的材料弹性常数和蠕变损伤常数等参数。当利用计算机软件进行蠕变强度计算时，可以将材料弹性常数和蠕变损伤常数等参数输入到计算机软件中。
随后，可以对γ/γ＇相的有限元模型划分网格。需要说明的是，随着网格数目增多，网格越来越密集，有限元模型的蠕变强度也慢慢趋于稳定，但是当网格数目过大时，计算时间成本也会随之增高，从而在划分网格的时候既要保证计算精度和准确性又要兼顾计算时间成本。
进一步地，可以向有限元模型施加周期性边界条件，并对有限元模型的不同位置的蠕变强度均进行计算和评估，以确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度。
具体地，该周期性边界条件可以模拟镍基单晶叶片的实际工况。举例而言，该周期性边界条件可以为300Mpa和980℃，但不限于此。
由于镍基单晶叶片在蠕变过程中，在蠕变第二阶段后期和第三阶段由于空洞损伤的影响，而造成微裂纹的形成，从而导致镍基单晶叶片失效。因此，计算和评估该位置处空洞损伤累计的速度可以作为确定镍基单晶叶片在该位置处蠕变强度。在相同时间内，损伤累计慢的有限元模型能够具有更好的蠕变强度，也就会使得其蠕变寿命更长。但是不限于此，还可以采用其他计算和评估方式和标准来确定蠕变强度，这也在本公开的保护范围之内。
在本公开的一个实施例中，可以通过编写python脚本程序，来对镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度进行自动判定。
本公开的第二方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。在一些可能的实施例中，本公开的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述所述的确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的方法中描述的根据本公开各种示例性实施例的步骤。
应当理解的是，本公开不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。
Claims (5)
1.一种确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的方法，其特征在于，包括：
提供所述镍基单晶叶片不同位置处的叶片试样；
对每个所述叶片试样中的不同位置的金相组织进行拍摄，以形成多个分别与各个位置的金相组织相对应的金相组织图；
根据各所述金相组织图，建立所述镍基单晶叶片不同位置处相微观组织面积的概率密度函数；
根据所述概率密度函数，选取预定数量的相样本，并建立所述镍基单晶叶片不同位置处的/>相的模型图；
根据所述模型图，建立所述镍基单晶叶片不同位置处的相的有限元模型，并对不同位置处的所述有限元模型进行计算，以确定所述镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度；
其中，所述根据各所述金相组织图，建立所述镍基单晶叶片不同位置处相微观组织面积的概率密度函数，包括：
对各所述金相组织图进行阈值处理；
确定比例尺，并对阈值处理后的各所述金相组织图中的相微观组织面积和尺寸进行统计；
根据对各所述金相组织图中的相微观组织面积和尺寸进行统计的结果，确定各所述金相组织图中的/>相微观组织面积的分布规律；
根据所述分布规律，建立所述镍基单晶叶片不同位置处相微观组织面积的概率密度函数；所述概率密度函数为：
，
其中，为/>相微观组织面积，/>为所述概率密度函数的形状参数，/>为所述概率密度函数的尺度参数，/>为所述概率密度函数的位置参数；
所述根据所述模型图，建立所述镍基单晶叶片不同位置处的相的有限元模型，包括：
对所述相的模型图进行阈值处理；
获取所述相的模型图中每个所述/>相样本的位置坐标和尺寸；
根据所述每个所述相样本的位置坐标和尺寸，计算每个/>相样本的对角坐标；
根据每个所述相样本的尺寸和对角坐标，建立所述镍基单晶叶片不同位置处的/>相的有限元模型；
所述对不同位置处的所述有限元模型进行计算，以确定所述镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度，包括：
通过镍基单晶高温合金蠕变实验，得到所述镍基单晶叶片的材料弹性常数和蠕变损伤常数；
对所述有限元模型划分网格；
向所述有限元模型施加周期性边界条件，并对所述有限元模型的不同位置的蠕变强度均进行计算和评估，以确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度。
2.根据权利要求1所述的确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的方法，其特征在于，所述对每个所述叶片试样中的不同位置的金相组织进行拍摄，以形成多个分别与各个位置的金相组织相对应的金相组织图，包括：
对每个所述叶片试样的表面进行处理；
对表面处理后的各所述叶片试样的金相组织进行腐蚀；
在各所述叶片试样的不同位置上选取预定数量的金相试样；
对每个金相试样的预设区域进行拍摄，以得到每个所述金相试样的金相组织图。
3.根据权利要求2所述的确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的方法，其特征在于，所述预设区域为所述金相试样的中间区域。
4.根据权利要求1所述的确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的方法，其特征在于，所述根据所述概率密度函数，选取预定数量的相样本，并建立所述镍基单晶叶片不同位置处的/>相的模型图，包括：
根据所述概率密度函数，从所述概率密度函数中抽取预设数量的相样本；
利用矩形排布法将预设数量的所述相样本进行随机排布，以得到所述镍基单晶叶片不同位置处的/>相的模型图。
5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1-4中任一项所述的确定镍基单晶叶片不同位置处的蠕变强度的方法。
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