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龙图腾网获悉合肥通用机械研究院有限公司;合肥通用机械研究院特种设备检验站有限公司申请的专利一种耦合损伤的循环粘塑性本构模型及其构建方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115389349B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210464673.7，技术领域涉及：G01N3/32；该发明授权一种耦合损伤的循环粘塑性本构模型及其构建方法是由吴振兴;陈学东;范志超;周煜设计研发完成，并于2022-04-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种耦合损伤的循环粘塑性本构模型及其构建方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种耦合损伤的循环粘塑性本构模型，结合粘塑性流动法则、运动硬化、等向硬化、损伤变量演化；基于连续损伤力学，将损伤变量与本构模型相结合，可以准确模拟全寿命周期的循环变形行为，具有较高精度的寿命预测能力；本发明开展应变控制的低周疲劳试验和拉伸保载蠕变疲劳试验，以获得构建循环粘塑性本构模型所需试验数据，并利用遗传算法获得一组最优模型参数，能够预测多种循环加载波形下的循环变形行为和疲劳失效寿命，如不同应变幅、不同应变频率以及不同保载时间。本发明最终获得的本构模型精度高、普适性强，同时具有寿命预测能力。

本发明授权一种耦合损伤的循环粘塑性本构模型及其构建方法在权利要求书中公布了：1.一种耦合损伤的循环粘塑性本构模型的构建方法，其特征在于，本构模型用于预测材料在不同加载参数下的循环变形行为和失效寿命，加载参数包括：应变幅、应变速率、保载时间； 本构模型的构建具体如下所示： 将总应变速率张量分解为弹性应变速率张量和非弹性应变速率张量 其中，i,j＝1,2,3，表示空间坐标的三个轴向； 弹性应变速率张量和应力速率张量遵循胡克定律，耦合损伤后的弹性应变速率张量的表达式为： 式中，E和μ分别为弹性模量和泊松比，D为损伤变量，δij为单位矩阵，为应力分量速率张量； 利用粘塑性流动法则描述粘塑性即非弹性应变速率张量与应力张量σij的对应关系，耦合损伤后的非弹性应变速率张量的表达式为： 式中，χij为背应力张量，代表运动硬化；R为拖曳应力，代表等向硬化；sij和aij分别为应力和背应力的偏应力张量，k0为初始屈服应力，K、A和n均为粘性相关的模型参数，J表示有效应力偏量第二不变量，σij为应力张量； 背应力张量χij由运动硬化规则所描述的3个非线性的背应力分量组成， 式中，为第k个背应力分量张量； 运动硬化速率方程为： 公式6中右侧三项依次为应变硬化项、动态回复项和静态回复项； 式中，为第k个背应力分量速率张量；Ck为第k塑性模量，γk为第k动态回复系数，b为静态回复系数，r为静态回复指数，为第k个背应力分量的平均应力，为第k个背应力分量的平均应力的演化速率，Ys为平均应力饱和值，bY为平均应力速率系数，为累积非弹性应变速率； 通过第一动态回复系数γ1、第二塑性模量C2和第三塑性模量C3随累积非弹性应变p的演化来实现背应力的循环硬化，演化方程为： γ1＝γ1o1-γ1s1-exp-D1p10 C2＝C2o1+C2s1-exp-D2p11 C3＝C3o1+C3s1-exp-D3p12 式中，γ1o、C2o、C3o分别表示第一动态回复系数γ1、第二塑性模量C2和第三塑性模量C3的初始值，γ1s、C2s和C3s分别表示第一动态回复系数γ1、第二塑性模量C2和第三塑性模量C3的演化饱和值，D1、D2和D3均为控制演化速率的参数； 背应力应变范围相关性通过γ1s、C2s分别与最大非弹性应变幅q的关系来实现： γ1s＝a1+b11-exp-c1q13 C2s＝a2+b21-exp-c2q14 式中，a1、b1、c1、a2、b2和c2均为背应力应变范围相关的模型参数； 等向硬化速率方程为： 公式18右侧前两项为非线性等向硬化分量，第三项为线性等向硬化分量； 式中，为拖曳应力速率，即等向硬化速率，Q1和Q2分别为两项非线性等向硬化分量的饱和值，bR1和bR2分别为两项非线性等向硬化分量的速率参数，H为线性硬化斜率； 拖曳应力应变范围相关性通过Q1、H分别与最大非弹性应变范围q的关系来实现： Q1＝a4+b41-exp-c4q19 H＝a5+b51-exp-c5q20 式中，a4、b4、c4、a5、b5和c5均为拖曳应力应变范围相关的模型参数； 损伤变量演化方程为： 式中，为损伤速率；Rμ为三轴应力修正系数，σeq为Mises等效应力，σH为静水应力，S1、S2、g、h1、h2和h3均为损伤演化相关的模型参数；Wt为累积总应变能密度；N为循环加载次数； 为裂纹萌生判据，以平均总应变能密度WtNI为参量，加以循环频率fc修正，建立累积总应变能密度Wt与裂纹萌生寿命NI之间的关系： 式中，α、β和Wf均为裂纹萌生判据相关的模型参数，Hσij为阶跃函数，当σij0时，Hσij＝1，当σij≤0时，Hσij＝0； 根据疲劳失效时的拉伸弹性模量，估算各应变幅下的临界疲劳损伤Dc，建立应变幅相关的失效判据： Dc＝ac-bc1-expcc·Δε226 式中，ac、bc和cc均为临界疲劳损伤相关的模型参数，Δε为总应变范围。

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