CN113295564B - 一种改进的Beremin模型参量标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进的Beremin模型参量标定方法，在一定位移载荷下对三点弯曲试样进行有限元模拟分析；根据有限元模拟分析数据，利用RKR准则以及无量纲变形程度值M；确定用于标定的断裂韧性积分值J的范围；提取断裂韧性积分值J的范围内的各个断裂韧性积分值J，在其所对应断裂过程区内的各个单元的体积dV以及最大主应力σ₁；定义Weibull斜率的初始值为m₀，分别计算每个断裂韧性积分值J所对应的weibull应力；利用每个weibull应力的计算值σ_ωc和其对应的失效概率P_f(σ_ωc)，对ln[ln(1/(1‑P_f(σ_ωc)))]和ln(σ_ωc)之间的关系进行线性拟合，得到线性拟合关系式的参数m_i、σ_ui，参数m_i、σ_ui即为最终标定的Beremin模型的参量。本发明的整个标定过程不需要借助复杂繁琐的断裂韧性试验来进行，大大简化了标定流程。

Description

一种改进的Beremin模型参量标定方法

技术领域

本发明涉及压力容器和安全工程的技术领域，尤其是一种改进的Beremin模型参量标定方法。

背景技术

近些年来，行业的发展使得人们需要对工程结构进行更为精确的完整性和适用性分析，以便为其提供更为精确的维修策略和寿命延长服务，而这些是基于单一宏观力学参量的传统预测方法无法实现的，因为这类方法解决约束对于解理断裂行为的影响的能力有限，更为重要的是，这类方法没有从微观层面准确的解释解理断裂韧性对材料性能的巨大敏感性。这一系列的认识与观点促使人们寻求基于解理断裂过程概率解释的微观力学模型的帮助，并且主要集中在结合最薄弱环节统计的概率模型上。

目前关于低温压力容器用钢在韧脆转变区的断裂韧性的预测，一般采用Beremin解理断裂局部预测模型。Beremin模型是美国、法国、英国以加拿大和我国标准中均推荐采用的方法，是法国的F.M Beremin研究小组在研究压力容器用钢的脆性断裂过程中提出的一个解理断裂局部预测模型。Beremin模型不仅能解决拘束度效应对解理断裂韧性的影响，还能分析复杂加载条件下的解理断裂问题，例如多轴外载荷、高速绝热加载。

Beremin模型的参量包括Weibull斜率m和Weibull应力σ_u，用该两个参量来描述复杂的解理断裂事件，Beremin模型预测解理断裂的准确性与参量的数值密切相关。因此，Beremin模型的参量标定是压力容器材料脆性断裂失效评价方法中的关键。

然而，Beremin模型参量的标定过程很复杂，且标定方法存在不稳定性，现有技术中已提出相关标定方法或多或少存在着一定的瑕疵，例如，就Minami标定方法而言，其标定过程需要大量的断裂韧性试验作为基础，较为复杂繁琐，利用该类方法对断裂韧性数据较为稀缺的压力容器用钢进行研究，其可行性不大。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种改进的Beremin模型参量标定方法，该方法不需要借助复杂繁琐的断裂韧性试验来进行，大大简化了标定流程。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，包括：

一种改进的Beremin模型参量标定方法，包括以下步骤：

S1，根据材料参数以及断裂韧性试验的三点弯曲试样的试样模型建立有限元模型，在设定位移载荷下对三点弯曲试样进行有限元模拟分析，模拟断裂韧性试验，得到一系列有限元模拟分析数据；

有限元模拟分析数据包括：断裂韧性积分值J，裂纹尖端开口位移x，裂纹尖端前的张开应力即裂纹尖端正前方一定距离d处的张开应力σ_22d，三点弯曲试样划分网格后的各个单元的体积dV，以及各个单元的最大主应力σ₁；

S2，根据有限元模拟分析数据，利用RKR准则以及无量纲变形程度值M，确定用于标定的断裂韧性积分值J的范围，即确定用于标定的最小断裂韧性积分值J_min和最大断裂韧性积分值J_max；

S3，根据有限元模拟分析数据，先提取最小断裂韧性积分值J_min至最大断裂韧性积分值J_max的范围内的各个断裂韧性积分值J所对应的各个单元的体积dV以及最大主应力σ₁；

再针对最小断裂韧性积分值J_min至最大断裂韧性积分值J_max的范围内的各个断裂韧性积分值J，分别将每个断裂韧性积分值J所对应的最大主应力σ₁大于等于λ倍的材料的屈服强度σ_ys的单元区域定义为断裂过程区，即将每个断裂韧性积分值J所对应的σ₁≥λσ_ys的单元区域定义为断裂过程区；

最后获取各个断裂韧性积分值J在其所对应的断裂过程区内的各个单元的体积dV以及最大主应力σ₁；

S4，定义Weibull斜率的初始值为m₀，并根据步骤S3中各个断裂韧性积分值J在其所对应的断裂过程区内的各个单元的体积dV以及最大主应力σ₁，分别计算每个断裂韧性积分值J所对应的weibull应力；

S5，将步骤S4所求得的一系列的weibull应力的计算值σ_ωc按照从小到大的顺序排列，依次计算每个weibull应力的计算值σ_ωc所对应的失效概率P_f(σ_ωc)；

利用计算得到的每个weibull应力的计算值σ_ωc所对应的失效概率P_f(σ_ωc)，对ln[ln(1/(1-P_f(σ_ωc)))]和ln(σ_ωc)之间的关系进行线性拟合，得到参数m_i、σ_ui，线性拟合关系式如下所示：

ln[ln(1/(1-P_f(σ_ωc)))]＝m_iln(σ_ωc)-m_iln(σ_ui)

式中，m_i、σ_ui均为该线性拟合关系式中的参数；

S6，对比参数m_i和Weibull斜率的初始值m₀；

若|m_i-m₀|≤T，则完成Beremin模型的参量标定，且m_i、σ_ui即为最终标定的Beremin模型的参量即Weibull斜率和Weibull应力；

若|m_i-m₀|＞T，则返回步骤S4，重新定义一个Weibull斜率的初始值m₀，继续执行步骤S4～S6，直至|m_i-m₀|≤T，完成Beremin模型的参量标定；

T为拟合阈值，T≤0.01。

步骤S1中，对拉伸试样进行不同温度下的拉伸试验，来获得不同温度下的材料参数，材料参数包括：应力-应变曲线、屈服强度、泊松比。

步骤S2中，RKR准则为改进的RKR局部断裂准则，具体为：选取位于裂纹尖端正前方，且与裂纹尖端正前方相距距离d为4倍的裂纹尖端开口位移x处即相距距离d为4x处的张开应力σ_22d作为计算应力，然后将该计算应力与定义的断裂应力作比较，若该计算应力超过了所定义的断裂应力，则可判定为不稳定的解理断裂发生；

根据RKR准则以及有限元模拟分析数据，获得一系列断裂韧性积分值J，以及与该一系列断裂韧性积分值J分别对应的位于裂纹尖端正前方且与裂纹尖端正前方相距距离d为4x处的张开应力σ_22d；

根据断裂韧性积分值J与张开应力σ_22d之间的关系，得到对应温度下的最小断裂韧性积分值J_min，具体方式如下式所示：

式中，σ_22d0为张开应力σ_22d的明显收敛值即极限值，σ_22di为张开应力σ_22d达到极限值σ_22d0之前的一系列应力值；最小断裂韧性积分值J_min即为当S_n与S_n+1的比值小于或等于设定比值T2时所对应的断裂韧性积分值J；S_n无实意，是为了研究张开应力σ_22d的收敛值而定义的一个变量；n表示张开应力σ_22d达到极限值σ_22d0之前的一系列应力值的总个数。

设定比值T2≤0.9999。

步骤S2中，根据无量纲变形程度值M，计算出断裂韧性积分值J的最大极限值即最大断裂韧性积分值J_max，具体计算方式如下所示：

式中，b₀为初始韧带尺寸，单位为毫米即mm；σ_ys为对应温度下材料的屈服强度；M为无量纲变形程度，M≥30。

步骤S3中，λ取值为2。

步骤S4中，根据最小断裂韧性积分值J_min至最大断裂韧性积分值J_max的范围内的各个断裂韧性积分值J，在其所对应的断裂过程区内的各个单元的体积dV以及最大主应力σ₁，分别计算每个断裂韧性积分值J所对应的weibull应力计算值σ_ωc，具体计算方式如下所示：

式中，I表示断裂韧性积分值J所对应的断裂过程区内的各个单元的总数量；i表示断裂韧性积分值J所对应的断裂过程区内的各个单元的序号，即表示断裂韧性积分值J所对应的断裂过程区内的第i个单元，i＝1,2,3,…,I；V₀为参考体积；V_i表示断裂韧性积分值J所对应的断裂过程区内的第i个单元的体积；V_p1表示断裂韧性积分值J所对应的断裂过程区的体积，即断裂过程区内的所有的单元的总体积；σ_1,i表示断裂韧性积分值J所对应的断裂过程区内的第i个单元的最大主应力σ₁。

步骤S5中，每个weibull应力的计算值σ_ωc所对应的失效概率P_f(σ_ωc)，具体计算如下式所示：

P_f(σ_ωc)＝(j-0.5)/N

式中，N表示该一系列的weibull应力的计算值σ_ωc的总数量；j表示将该一系列的weibull应力的计算值σ_ωc按照从小到大的顺序排列后的序号j＝1,2,3,…,N。

步骤S6中，重新定义一个Weibull斜率的初始值m₀，且定义Weibull斜率的初始值m₀为该参数m_i的值。

步骤S1中，利用有限元模拟分析软件ABAQUS进行有限元模拟分析。

本发明的优点在于：

本发明与传统的Minami标定方法相比，本发明基于改进的RKR局部断裂准则以及无量纲变形程度值M，整个标定过程不需要借助复杂繁琐的断裂韧性试验来进行，通过简单的拉伸试验获取材料数据，在材料数据的基础上，利用有限元模拟分析得到的有限元模拟分析数据，利用有限元模拟分析数据对Beremin模型的参量进行标定，大大简化了标定流程，不需要担心由于数据量不够而造成标定结果波动以及断裂韧性试验材料稀缺的情况。

附图说明

图1为拉伸试验的拉伸试样的尺寸关系图。

图2为断裂韧性试验的三点弯曲试样的有限元模型及网格分布示意图。

图3为断裂韧性试验的三点弯曲试样的尺寸关系图。

图4为-70℃下的16MnDR钢的真实应力与真实应变之间的关系曲线图。

图5为裂纹尖端前缘处的应力分布示意图。

图6为裂纹尖端正前方且相距距离d为4x处的应力分布示意图。

图7为断裂韧性积分值J与对应的裂纹尖端正前方且相距距离d为4x处的张开应力σ_22d之间的关系曲线图。

图8为weibull应力计算值σ_ωc与断裂韧性值K_Jc之间的线性拟合曲线图。

图9为失效概率P_f(σ_ωc)与断裂韧性值K_Jc之间的关系曲线图。

图10为本发明的一种改进的Beremin模型参量标定方法的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由图10所示，本发明的一种改进的Beremin模型参量标定方法，包括以下步骤：

S1，对拉伸试样进行不同温度下的拉伸试验，来获得不同温度下的材料参数，材料参数包括：应力-应变曲线、屈服强度、泊松比，根据材料参数、断裂韧性试验的三点弯曲试样的试样模型建立有限元模型，利用有限元模拟分析软件ABAQUS，在一定位移载荷下对三点弯曲试样即三点弯曲预裂纹试样进行有限元模拟分析，把整个过程即位移载荷过程分成一个个小的增量步来进行，每个增量步都会生成一个结果，从而得到一系列有限元模拟分析数据，有限元模拟分析数据包括：裂纹尖端开口位移x、裂纹尖端前的张开应力即裂纹尖端正前方一定距离d处的张开应力σ_22d、断裂韧性积分值J，三点弯曲试样划分网格后的各个单元的体积dV，以及各个单元的最大主应力σ₁。

S2，根据改进的RKR准则以及有限元模拟分析数据，获得一系列断裂韧性积分值J，以及与该一系列断裂韧性积分值J分别对应的位于裂纹尖端正前方且与裂纹尖端正前方相距距离d为4x处的张开应力σ_22d；

其中，RKR准则即RKR局部断裂准则是指：选取位于裂纹尖端正前方一定距离d处的张开应力σ_22d作为计算应力，张开应力σ_22d为垂直于裂纹面方向的张开应力σ_22d，然后将该计算应力与定义的断裂应力作比较，若该计算应力超过了所定义的断裂应力，则可判定为不稳定的解理断裂发生；

改进的RKR准则即改进的RKR局部断裂准则是指：在原RKR准则的基础上，选取位于裂纹尖端正前方，且与裂纹尖端正前方相距距离d为4倍的裂纹尖端开口位移x处即相距距离d为4x处的张开应力σ_22d作为计算应力，张开应力σ_22d为垂直于裂纹面方向的张开应力σ_22d，然后将该计算应力与定义的断裂应力作比较，若该计算应力超过了所定义的断裂应力，则可判定为不稳定的解理断裂发生；

根据断裂韧性积分值J与张开应力σ_22d之间的关系，得到对应温度下的最小断裂韧性积分值J_min，具体方式如下式所示：

式中，σ_22d0为张开应力σ_22d的明显收敛值即极限值，σ_22di为张开应力σ_22d达到极限值σ_22d0之前的一系列应力值；最小断裂韧性积分值J_min即为当S_n与S_n+1的比值等于0.9999时所对应的断裂韧性积分值J；S_n无实意，是为了研究张开应力σ_22d的收敛值而定义的一个变量；n表示张开应力σ_22d达到极限值σ_22d0之前的一系列应力值的总个数。

根据无量纲变形程度值M，计算出断裂韧性积分值J的最大极限值即最大断裂韧性积分值J_max，具体计算方式如下所示：

式中，b₀为初始韧带尺寸，单位为毫米即mm；σ_ys为对应温度下材料的屈服强度；M为无量纲变形程度，M≥30，M一般取为30。

S3，根据有限元模拟分析数据，先提取有限元模型中的在最小断裂韧性积分值J_min至最大断裂韧性积分值J_max的范围内的各个断裂韧性积分值J所对应的各个单元的体积dV以及最大主应力σ₁；

再针对最小断裂韧性积分值J_min至最大断裂韧性积分值J_max的范围内的各个断裂韧性积分值J，分别将每个断裂韧性积分值J所对应的最大主应力σ₁大于等于λ倍的材料的屈服强度σ_ys的单元的区域定义为断裂过程区，即将σ₁≥λσ_ys的单元的区域定义为断裂过程区；本发明中，λ取值为2，将σ₁≥2σ_ys的单元的区域定义为断裂过程区；

最后获取有限元模型中的最小断裂韧性积分值J_min至最大断裂韧性积分值J_max的范围内的各个断裂韧性积分值J，在断裂过程区内的各个单元的体积dV以及最大主应力σ₁，并用于后续步骤的计算。

S4，定义Weibull斜率的初始值为m₀，并根据最小断裂韧性积分值J_min至最大断裂韧性积分值J_max的范围内的各个断裂韧性积分值J，在断裂过程区内的各个单元的体积dV以及最大主应力σ₁，分别计算每个断裂韧性积分值J所对应的weibull应力，分别得到每个断裂韧性积分值J所对应的weibull应力的计算值为σ_ωc，具体计算方式如下所示：

式中，I表示断裂过程区内的所有相对应的单元的总数量；i表示断裂过程区内的所有相对应的单元的序号，即表示断裂过程区内的第i个单元，i＝1,2,3,…,I；V₀为参考体积，本发明中，V₀取值为0.000125m³；V_i表示断裂过程区内的第i个单元的体积；V_p1表示断裂过程区的体积即断裂过程区内的所有相对应的单元的总体积；σ_1,i表示断裂过程区内的第i个单元的最大主应力σ₁。

S5，将步骤S4所求得的一系列的weibull应力的计算值σ_ωc按照从小到大的顺序排列，依次计算每个weibull应力的计算值σ_ωc所对应的失效概率P_f(σ_ωc)，具体计算如下式所示：

P_f(σ_ωc)＝(j-0.5)/N

式中，N表示该一系列的weibull应力的计算值σ_ωc的总数量；j表示将该一系列的weibull应力的计算值σ_ωc按照从小到大的顺序排列后的序号，即第j个weibull应力的计算值σ_ωc，j＝1,2,3,…,N；

将计算得到的每个weibull应力的计算值σ_ωc所对应的失效概率P_f(σ_ωc)，代入公式中，并对ln[ln(1/(1-P_f(σ_ωc)))]和ln(σ_ωc)之间的关系进行线性拟合，线性拟合关系式如下所示：

ln[ln(1/(1-P_f(σ_ωc)))]＝m_iln(σ_ωc)-m_iln(σ_ui)

式中，m_i、σ_ui分别为该线性拟合关系式中的参数，且m_i即为Weibull斜率的拟合值，σ_ui即为Weibull应力的拟合值。

S6，对比线性拟合关系式中的参数m_i和Weibull斜率的初始值m₀；

若|m_i-m₀|≤0.01，则完成Beremin模型的参量标定，且m_i、σ_ui即为最终标定的Beremin模型的参量即Weibull斜率和Weibull应力；

若|m_i-m₀|＞0.01，则返回步骤S4，重新定义一个Weibull斜率的初始值m₀，且定义Weibull斜率的初始值m₀为该线性拟合关系式中的参数m_i，继续执行步骤S4～S6，直至|m_i-m₀|≤0.01，完成Beremin模型的参量标定。

实施例一、

由图1所示，按照GB/T 2975-1998《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》标准给定的尺寸关系对拉伸试验所用拉伸试样进行加工。图1为拉伸试验所用的拉伸试样的尺寸关系图，图1中，30表示拉伸试样的原始标距；69表示两夹持部分之间的平行长度；M12和15表示两夹持端的尺寸大小；R5表示试验棒材与夹持端之间的过渡倒角，防止应力集中；Φ5表示的是拉伸用棒材的尺寸大小。拉伸试验在所用16MnDR钢的韧性脆性转变区DBTT内选取了-70℃来进行，本实施例中，低温环境通过氦气制冷机长时间制冷来实现的，拉伸试验所用仪器为CMT5105型万能试验机，采用施加位移的方式进行加载，并且加载过程中，行进速率设定为2.0mm/min，各温度下16MnDR钢的屈服强度以及抗拉强度如下表1所示：

温度(℃)	-80	-70	-60
				屈服强度σys(MPa)	433	433	419
抗拉强度σus(MPa)	631	620	605

表1

由图2所示，图2为三点弯曲试样有限元模型及网格分布，通过Solidworks三维建模软件建立并导入有限元模拟分析软件ABAQUS进行分析。三点弯曲试样模型尺寸与断裂韧性试验的三点弯曲试样的尺寸一致。

图3为断裂韧性试验所用的三点弯曲试样的尺寸关系图，三点弯曲试样在X方向和Y方向均为对称，在对称性的基础上只建立了1/4的试样实体模型，实际试验中存在的预裂裂纹在三维模型中则用半径极小微型凹槽来代替，本实施例中，均选择以ρ＝3μm为同样半径的凹槽来进行模拟工作。图3中，S表示三点弯曲试样的跨距，即两个支撑辊之间的距离；L表示三点弯曲试样的总长度；W表示三点弯曲试样的总宽度；B表示三点弯曲试样的总厚度；a₀表示初始裂纹的长度；A-A界面给出的是在试样两侧所开的侧槽的尺寸。

由图4所示，用于有限元模拟分析的材料的真实应力与真实应变之间的关系曲线，是在拉伸试验得到的工程应力与工程应变曲线的基础上转化得到的，具体转化方式如下所示：

S＝(1+ε)σ

e＝ln(1+ε)

式中，σ表示拉伸试验得到的工程应力，单位为MPa；ε表示拉伸试验得到的工程应变；S表示材料的真实应力，单位为MPa；e表示材料的真实应变。

根据改进的RKR准则以及有限元模拟分析数据，获得一系列断裂韧性积分值J，以及获得与该一系列断裂韧性积分值J分别对应的位于裂纹尖端正前方且与裂纹尖端正前方相距距离d为4x处的张开应力σ_22d。

由图5所示，RKR准则即RKR局部断裂准则是指：选取位于裂纹尖端正前方一定距离d处的张开应力σ_22d作为计算应力，张开应力σ_22d为垂直于裂纹面方向的张开应力σ_22d，然后将该计算应力与定义的断裂应力作比较，若该计算应力超过了断裂应力，则可判定为不稳定的解理断裂发生。

由图6所示，改进的RKR准则即改进的RKR局部断裂准则是指：在原RKR准则的基础上，选取位于裂纹尖端正前方，且与裂纹尖端正前方相距距离d为4倍的裂纹尖端开口位移x处即相距距离d为4x处的张开应力σ_22d作为计算应力，张开应力σ_22d为垂直于裂纹面方向的张开应力σ_22d，然后将该计算应力与定义的断裂应力作比较，若该计算应力超过了断裂应力，则可判定为不稳定的解理断裂发生。

图7为-70℃下的该一系列断裂韧性积分值J与对应的张开应力σ_22d之间的关系曲线图，且得到-70℃下最小断裂韧性积分值J_min和最大断裂韧性积分值J_max分别为18.3176kJ/m²、216.5kJ/m²。其中，b₀＝15mm，σ_ys＝433MPa，M＝30。

提取有限元模型中的在最小断裂韧性积分值J_min至最大断裂韧性积分值J_max的范围内的所有相对应的单元的体积dV以及单元的最大主应力σ₁。

将所提取的最大主应力σ₁大于等于λ倍的材料的屈服强度σ_ys的区域定义为断裂过程区，即将σ₁≥λσ_ys的区域定义为断裂过程区；本发明中，λ取值为2，将σ₁≥2σ_ys的区域定义为断裂过程区；获取有限元模型中的在断裂过程区内的所有相对应的单元的体积dV以及单元的最大主应力σ₁，并用于后续计算。

最后，通过标定得到了参数σ_ui以及参数m_i的值，m_i＝16.802，σ_ui＝2763.0475MPa。

-70℃下温度下16MnDR钢的标定结果如下表2所示：

表2中，K_Jc为断裂韧性值，J为断裂韧性积分值，σ_ωc为与断裂韧性积分值J相对应的weibull应力计算值。

由图8所示，为验证本发明的标定所得到的Beremin模型的参量即参数σ_ui以及参数m_i的准确性，绘制的weibull应力计算值σ_ωc与断裂韧性值K_Jc之间的关系曲线图，并通过线性拟合得到每种温度下的的应力计算值σ_ωc与断裂韧性值K_Jc之间的关系式，具体如下所示：

σ_ωc＝4.70523K_Jc+1909.85902；

根据应力计算值σ_ωc与断裂韧性值K_Jc之间的关系式，代入应力计算值σ_ωc与失效概率P_f(σ_ωc)之间的关系式即中；

由图9所示，得到失效概率P_f(σ_ωc)与断裂韧性值K_Jc之间的关系曲线图，将实际断裂韧性试验得到的断裂韧性值K_Jc以及失效概率P_f(σ_ωc)带入到本发明的失效概率P_f(σ_ωc)与断裂韧性值K_Jc之间的关系曲线图之中，可知，二者吻合效果良好，说明本发明的改进的Beremin模型参量标定方法的有效性。本实施例中，实际断裂韧性试验得到的断裂韧性值K_Jc以及对应的失效概率P_f(σ_ωc)如下表3所示：

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改进的Beremin模型参量标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，根据材料参数以及断裂韧性试验的三点弯曲试样的试样模型建立有限元模型，在设定位移载荷下对三点弯曲试样进行有限元模拟分析，模拟断裂韧性试验，得到一系列有限元模拟分析数据；

有限元模拟分析数据包括：断裂韧性积分值J，裂纹尖端开口位移x，裂纹尖端前的张开应力即裂纹尖端正前方一定距离d处的张开应力σ_22d，三点弯曲试样划分网格后的各个单元的体积dV，以及各个单元的最大主应力σ₁；

S2，根据有限元模拟分析数据，利用RKR准则以及无量纲变形程度值M，确定用于标定的断裂韧性积分值J的范围，即确定用于标定的最小断裂韧性积分值J_min和最大断裂韧性积分值J_max；

S3，根据有限元模拟分析数据，先提取最小断裂韧性积分值J_min至最大断裂韧性积分值J_max的范围内的各个断裂韧性积分值J所对应的各个单元的体积dV以及最大主应力σ₁；

再针对最小断裂韧性积分值J_min至最大断裂韧性积分值J_max的范围内的各个断裂韧性积分值J，分别将每个断裂韧性积分值J所对应的最大主应力σ₁大于等于λ倍的材料的屈服强度σ_ys的单元区域定义为断裂过程区，即将每个断裂韧性积分值J所对应的σ₁≥λσ_ys的单元区域定义为断裂过程区；

最后获取各个断裂韧性积分值J在其所对应的断裂过程区内的各个单元的体积dV以及最大主应力σ₁；

S4，定义Weibull斜率的初始值为m₀，并根据步骤S3中各个断裂韧性积分值J在其所对应的断裂过程区内的各个单元的体积dV以及最大主应力σ₁，分别计算每个断裂韧性积分值J所对应的weibull应力；

S5，将步骤S4所求得的一系列的weibull应力的计算值σ_ωc按照从小到大的顺序排列，依次计算每个weibull应力的计算值σ_ωc所对应的失效概率P_f(σ_ωc)；

利用计算得到的每个weibull应力的计算值σ_ωc所对应的失效概率P_f(σ_ωc)，对ln[ln(1/(1-P_f(σ_ωc)))]和ln(σ_ωc)之间的关系进行线性拟合，得到参数m_i、σ_ui，线性拟合关系式如下所示：

ln[ln(1/(1-P_f(σ_ωc)))]＝m_iln(σ_ωc)-m_iln(σ_ui)

式中，m_i、σ_ui均为该线性拟合关系式中的参数；

S6，对比参数m_i和Weibull斜率的初始值m₀；

若|m_i-m₀|≤T，则完成Beremin模型的参量标定，且m_i、σ_ui即为最终标定的Beremin模型的参量即Weibull斜率和Weibull应力；

若|m_i-m₀|＞T，则返回步骤S4，重新定义一个Weibull斜率的初始值m₀，继续执行步骤S4～S6，直至|m_i-m₀|≤T，完成Beremin模型的参量标定；

T为拟合阈值。

2.根据权利要求1所述的一种改进的Beremin模型参量标定方法，其特征在于，步骤S1中，对拉伸试样进行不同温度下的拉伸试验，来获得不同温度下的材料参数，材料参数包括：应力-应变曲线、屈服强度、泊松比。

3.根据权利要求1所述的一种改进的Beremin模型参量标定方法，其特征在于，步骤S2中，RKR准则为改进的RKR局部断裂准则，具体为：选取位于裂纹尖端正前方，且与裂纹尖端正前方相距距离d为4倍的裂纹尖端开口位移x处即相距距离d为4x处的张开应力σ_22d作为计算应力，然后将该计算应力与定义的断裂应力作比较，若该计算应力超过了所定义的断裂应力，则可判定为不稳定的解理断裂发生；

根据RKR准则以及有限元模拟分析数据，获得一系列断裂韧性积分值J，以及与该一系列断裂韧性积分值J分别对应的位于裂纹尖端正前方且与裂纹尖端正前方相距距离d为4x处的张开应力σ_22d；

根据断裂韧性积分值J与张开应力σ_22d之间的关系，得到对应温度下的最小断裂韧性积分值J_min，具体方式如下式所示：

式中，σ_22d0为张开应力σ_22d的明显收敛值即极限值，σ_22di为张开应力σ_22d达到极限值σ_22d0之前的一系列应力值；最小断裂韧性积分值J_min即为当S_n与S_n+1的比值小于或等于设定比值T2时所对应的断裂韧性积分值J；S_n无实意，是为了研究张开应力σ_22d的收敛值而定义的一个变量；n表示张开应力σ_22d达到极限值σ_22d0之前的一系列应力值的总个数。

4.根据权利要求3所述的一种改进的Beremin模型参量标定方法，其特征在于，设定比值T2≤0.9999。

5.根据权利要求1所述的一种改进的Beremin模型参量标定方法，其特征在于，步骤S2中，根据无量纲变形程度值M，计算出断裂韧性积分值J的最大极限值即最大断裂韧性积分值J_max，具体计算方式如下所示：

式中，b₀为初始韧带尺寸，单位为毫米即mm；σ_ys为对应温度下材料的屈服强度；M为无量纲变形程度，M≥30。

6.根据权利要求1所述的一种改进的Beremin模型参量标定方法，其特征在于，步骤S3中，λ取值为2；步骤S6中，拟合阈值T≤0.01。

7.根据权利要求1所述的一种改进的Beremin模型参量标定方法，其特征在于，步骤S4中，根据最小断裂韧性积分值J_min至最大断裂韧性积分值J_max的范围内的各个断裂韧性积分值J，在其所对应的断裂过程区内的各个单元的体积dV以及最大主应力σ₁，分别计算每个断裂韧性积分值J所对应的weibull应力计算值σ_ωc，具体计算方式如下所示：

式中，I表示断裂韧性积分值J所对应的断裂过程区内的各个单元的总数量；i表示断裂韧性积分值J所对应的断裂过程区内的各个单元的序号，即表示断裂韧性积分值J所对应的断裂过程区内的第i个单元，i＝1,2,3,…,I；V₀为参考体积；V_i表示断裂韧性积分值J所对应的断裂过程区内的第i个单元的体积；V_p1表示断裂韧性积分值J所对应的断裂过程区的体积，即断裂过程区内的所有的单元的总体积；σ_1,i表示断裂韧性积分值J所对应的断裂过程区内的第i个单元的最大主应力σ₁。

8.根据权利要求1所述的一种改进的Beremin模型参量标定方法，其特征在于，步骤S5中，每个weibull应力的计算值σ_ωc所对应的失效概率P_f(σ_ωc)，具体计算如下式所示：

P_f(σ_ωc)＝(j-0.5)/N

式中，N表示该一系列的weibull应力的计算值σ_ωc的总数量；j表示将该一系列的weibull应力的计算值σ_ωc按照从小到大的顺序排列后的序号j＝1,2,3,…,N。

9.根据权利要求1所述的一种改进的Beremin模型参量标定方法，其特征在于，步骤S6中，重新定义一个Weibull斜率的初始值m₀，且定义Weibull斜率的初始值m₀为该参数m_i的值。

10.根据权利要求1所述的一种改进的Beremin模型参量标定方法，其特征在于，步骤S1中，利用有限元模拟分析软件ABAQUS进行有限元模拟分析。