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龙图腾网获悉长沙理工大学申请的专利一种基于钢桥面的低温疲劳裂纹扩展寿命预测方法及系统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：CN121031222B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-13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：202511546081.X，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种基于钢桥面的低温疲劳裂纹扩展寿命预测方法及系统是由刘雅儒;殷骏杰;唐鑫;肖景尚;金娇;黄伟颖;李盛设计研发完成，并于2025-10-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于钢桥面的低温疲劳裂纹扩展寿命预测方法及系统在说明书摘要公布了：本发明属于工业检测技术领域，本发明提供了一种基于钢桥面的低温疲劳裂纹扩展寿命预测方法及系统，包括：通过钢材塑性急剧下降以及局部应力梯度非均匀分析，判断是否需要启动裂纹方向偏转风险评估；若需要，则通过分析焊缝及HAZ区域的晶粒取向差异以及强化相，评估钢桥面裂纹方向偏转风险；若风险高，通过焊趾应力梯度云图，确定应力梯度平缓区，根据最小阻力原理并结合应力梯度，建立阻力‑梯度耦合方程，确定裂纹偏转路径；根据裂纹偏转路径对裂纹穿越区域划分，结合划分后各应力梯度区的路径占比以及应力梯度分布，计算裂纹的实际扩展速率，对寿命预测输出结果进行修正，提高裂纹扩展路径预测精度以及疲劳寿命预测评估精度。

本发明授权一种基于钢桥面的低温疲劳裂纹扩展寿命预测方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于钢桥面的低温疲劳裂纹扩展寿命预测方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤S10：通过进行关联性的钢材塑性急剧下降以及局部应力梯度非均匀分析，判断是否需要启动裂纹方向偏转风险评估； 步骤S20：若需要，则通过分析焊缝及HAZ区域的晶粒取向差异以及强化相，评估钢桥面裂纹方向偏转风险； 步骤S30：若钢桥面裂纹偏转风险高，通过有限元仿真得到的焊趾应力梯度云图，确定应力梯度平缓区，根据最小阻力原理并结合应力梯度，建立阻力‑梯度耦合方程，并计算裂纹偏转角度，基于裂纹偏转角度分析预测裂纹路径扩展长度，确定裂纹偏转路径； 所述根据最小阻力原理并结合有限元应力梯度数据，建立阻力‑梯度耦合方程，并计算预测裂纹偏转角度的过程为： 获取晶粒取向图中不同晶向的裂纹扩展阻力，结合有限元应力梯度构建阻力‑梯度耦合方程： 裂纹偏转角度θ=arctan应力梯度平缓区梯度主应力方向梯度×主应力方向阻力应力梯度平缓区晶向阻力，其中，主应力方向为裂纹初始扩展方向； 所述基于裂纹偏转角度分析得到裂纹路径扩展长度，确定裂纹偏转路径的过程为： 采用显微镜的原位疲劳台，对焊缝试样施加循环载荷，实时记录裂纹从焊趾萌生、偏转、扩展至应力梯度平缓区的全过程，并拍摄得到多个裂纹形貌； 对每次拍摄的裂纹路径进行拟合，计算每个阶段的裂纹偏转角度以及裂纹路径扩展长度，得到偏转角度‑扩展长度的动态曲线； 遍历曲线上所有数据点，提取所预测的裂纹偏转角度对应的裂纹扩展长度，并整合为裂纹扩展序列； 计算裂纹扩展序列的变异系数，则对裂纹扩展序列中包含的裂纹扩展长度进行均值化处理，得到裂纹偏转角度下的预测裂纹扩展长度，反之，则通过K‑means算法执行裂纹扩展序列聚类，选择类内数据点数占比最高的聚类对应的裂纹扩展平均长度即为预测裂纹扩展长度； 根据裂纹偏转方向以及预测裂纹扩展长度确定得到裂纹偏转路径； 步骤S40：结合有限元应力梯度，对根据裂纹偏转路径所确定的裂纹穿越区域进行应力梯度区划分，通过所划分的各应力梯度区的路径占比以及应力梯度分布，计算裂纹的实际扩展速率，根据裂纹的实际扩展速率对原疲劳寿命预测模型的寿命预测输出结果进行修正。

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