一种计算非线性结构的应变时间历程的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种计算非线性结构的应变时间历程的方法和装置，属于计算仿真领域。本发明专利技术实施例提供的计算非线性结构的应变时间历程的方法和装置，利用预先设置的载荷幅值的最大幅值和最小幅值之间设置的多个增量步，通过仿真的方式得到非线性结构的载荷幅值在最大幅值和最小幅值之间的应力，在某些载荷的应力没有通过仿真的方式得到时，可以通过插值计算的方式得到载荷的应力，从而得到非线性结构的应变时间历程；插值计算的计算量相对于有限元分析的计算量来说要小很多，因此无需耗费大量的时间进行大量的有限元分析就可以得到非线性结构的应变时间历程。

【技术实现步骤摘要】
一种计算非线性结构的应变时间历程的方法和装置
本专利技术涉及计算仿真领域，特别涉及一种计算非线性结构的应变时间历程的方法和装置。
技术介绍
通常的汽车衬套等由橡胶构成的汽车部件是非线性结构，如要对实际工况下的汽车衬套等非线性结构的使用寿命进行分析，则首先要获得对非线性结构在载荷谱下的应变时间历程，而非线性结构的应变时间历程与所加载的载荷之间不是线性关系，而通常的情况下，只能通过计算方法对线性结构的应变时间历程进行分析；其中，载荷是指非线性结构所受的外力。通常情况下，通过载荷谱借助有限元分析来获取线性结构的应变时间历程的过程是：通过一次加载载荷谱分析后获得线性结构的应力后进行归一化处理，然后将归一化处理后得到的结果乘以结构的载荷谱来得到该线性结构的应变时间历程。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：在通常情况下获取线性结构的应变时间历程的方法并不适于得到非线性结构应变时间历程，而且，非线性结构在载荷作用下的应变时间历程只能通过有限元分析并得到相应的结果，由于载荷谱持续时间很长，既使花费大量时间，也未免能得到所需要的应变时间历程。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术实施例提供了一种计算非线性结构的应变时间历程的方法和装置。所述技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供一种计算非线性结构的应变时间历程的方法，所述方法包括：获取多个循环载荷中记录的载荷的最大幅值和最小幅值，所述循环载荷由载荷的大小和载荷时间的关系表示，所述幅值由表示循环载荷的所述载荷时间和所述载荷大小的关系中记录的载荷最值减去载荷平均值得到；根据预先在所述载荷的最大幅值和最小幅值之间设置的多个增量步，通过仿真的方式得到所述载荷的最大幅值和最小幅值之间的所述多个增量步的应力；判断所述载荷的最大幅值和最小幅值之间的任一载荷的应力是否在仿真中得到，得到一判断结果；若判断结果指示所述载荷的应力未在仿真中得到，则通过插值计算的方式得到所述载荷的应力；将得到的所述载荷的应力记录到预先设置的记录所述应变时间历程的列表中；其中，所述通过插值计算的方式得到所述载荷的应力，包括：通过以下公式1对所述载荷的应力进行计算：其中，P(ti)表示时间为ti时的载荷，[σij]i表示载荷P(ti)作用下的应力；表示通过有限元分析的第i个增量步施加的载荷；表示通过有限元分析第i+1个增量步施加的载荷；[σij]ifea表示通过有限元分析加载的应力；[σij]i+1fea表示通过有限元分析获得的作用下的应力。优选地，所述获取多个循环载荷的最大幅值和最小幅值步骤包括：通过对所述非线性结构的载荷谱进行分析，将所述非线性结构的载荷谱转换成多个循环载荷；获取每个循环载荷中记录的最值和平均值；通过获取的最值减去平均值得到每个循环载荷的幅值；从得到的每个循环载荷的幅值中获取最大幅值和最小幅值。优选地，所述通过插值计算的方式，得到所述载荷的应力步骤包括：利用离所述载荷最近的两个增量步得到的应力，通过插值计算的方式，得到所述载荷作用下的应力。优选地，所述方法还包括：若判断结果指示所述载荷的应力已在仿真中得到，则将所述载荷的应力记录在所述预先设置的记录所述应变时间历程的列表中。第二方面，本专利技术实施例提供一种计算非线性结构的应变时间历程的装置，所述装置包括：获取模块，用于获取多个循环载荷中记录的载荷的最大幅值和最小幅值，所述循环载荷由载荷的大小和载荷时间的关系表示，所述幅值由表示循环载荷的所述载荷时间和所述载荷大小的关系中记录的载荷最值减去载荷平均值得到；处理模块，用于根据预先在所述载荷的最大幅值和最小幅值之间设置的多个增量步，通过仿真的方式得到所述载荷的最大幅值和最小幅值之间的所述多个增量步的应力；判断模块，用于判断所述载荷的最大幅值和最小幅值之间的任一载荷的应力是否在仿真中得到，得到一判断结果；计算模块，用于若判断结果指示所述载荷的应力未在仿真中得到，则通过插值计算的方式得到所述载荷的应力；存储模块，用于将得到的所述载荷的应力记录到预先设置的记录所述应变时间历程的列表中；其中，所述计算模块用于通过以下公式对载荷的应力进行计算：其中，P(ti)表示时间为ti时的载荷，[σij]i表示载荷P(ti)作用下的应力；表示通过有限元分析的第i个增量步施加的载荷；表示通过有限元分析第i+1个增量步施加的载荷；[σij]ifea表示通过有限元分析加载的应力；[σij]i+1fea表示通过有限元分析获得的作用下的应力，[σij]i、[σij]ifea和[σij]i+1fea都是应力矩阵。优选地，所述获取模块用于：通过对所述非线性结构的载荷谱进行分析，将所述非线性结构的载荷谱转换成多个循环载荷；获取每个循环载荷中记录的最值和平均值；通过获取的最值减去平均值得到每个循环载荷的幅值；从得到的每个循环载荷的幅值中获取最大幅值和最小幅值。优选地，所述计算模块用于：利用离所述载荷最近的两个增量步得到的应力，通过插值计算的方式，得到所述载荷作用下的应力。优选地，所述存储模块还用于：若判断结果指示所述载荷的应力已在仿真中得到，则将所述载荷的应力记录在所述预先设置的记录所述应变时间历程的列表中。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术实施例提供的计算非线性结构的应变时间历程的方法和装置，利用预先设置的载荷幅值的最大幅值和最小幅值之间设置的多个增量步，通过仿真的方式得到非线性结构的载荷幅值在最大幅值和最小幅值之间的应力，在某些载荷的应力没有通过仿真的方式得到时，可以通过插值计算的方式得到载荷的应力，从而得到非线性结构的应变时间历程；插值计算的计算量相对于有限元分析的计算量来说要小很多，因此无需耗费大量的时间进行大量的有限元分析就可以得到非线性结构的应变时间历程。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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是本专利技术实施例一提供的计算非线性结构的应变时间历程的方法流程图；图2是本专利技术实施例二提供的计算非线性结构的应变时间历程的方法流程图；图3是本专利技术实施例二中循环载荷的示意图；图4是本专利技术实施例三提供的计算非线性结构的应变时间历程的装置结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。实施例一参见本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算非线性结构的应变时间历程的方法，其特征在于，所述方法包括：获取多个循环载荷中记录的载荷的最大幅值和最小幅值，所述循环载荷由载荷的大小和载荷时间的关系表示，所述幅值由表示循环载荷的所述载荷时间和所述载荷大小的关系中记录的载荷最值减去载荷平均值得到；根据预先在所述载荷的最大幅值和最小幅值之间设置的多个增量步，通过仿真的方式得到所述载荷最大幅值和最小幅值之间的所述多个增量步的应力；判断所述载荷的所述最大幅值和所述最小幅值之间的任一载荷的应力是否在仿真中得到，得到一判断结果；若判断结果指示所述载荷的应力未在仿真中得到，则通过插值计算的方式得到所述载荷的应力；将得到的所述载荷的应力记录到预先设置的记录所述应变时间历程的列表中。

【技术特征摘要】
1.一种计算非线性结构的应变时间历程的方法，其特征在于，所述方法包括：获取多个循环载荷中记录的载荷的最大幅值和最小幅值，所述循环载荷由载荷的大小和载荷时间的关系表示，所述幅值由表示循环载荷的所述载荷时间和所述载荷大小的关系中记录的载荷最值减去载荷平均值得到；根据预先在所述载荷的最大幅值和最小幅值之间设置的多个增量步，通过仿真的方式得到所述载荷的最大幅值和最小幅值之间的所述多个增量步的应力；判断所述载荷的最大幅值和最小幅值之间的任一载荷的应力是否在仿真中得到，得到一判断结果；若判断结果指示所述载荷的应力未在仿真中得到，则通过插值计算的方式得到所述载荷的应力；将得到的所述载荷的应力记录到预先设置的记录所述应变时间历程的列表中；其中，所述通过插值计算的方式得到所述载荷的应力，包括：通过以下公式1对所述载荷的应力进行计算：其中，P(ti)表示时间为ti时的载荷，[σij]i表示载荷P(ti)作用下的应力；表示通过有限元分析的第i个增量步施加的载荷；表示通过有限元分析第i+1个增量步施加的载荷；[σij]ifea表示通过有限元分析加载的应力；[σij]i+1fea表示通过有限元分析获得的作用下的应力。2.根据权利要求1所述的计算非线性结构的应变时间历程的方法，其特征在于，所述获取多个循环载荷的最大幅值和最小幅值步骤包括：通过对所述非线性结构的载荷谱进行分析，将所述非线性结构的载荷谱转换成多个循环载荷；获取每个循环载荷中记录的最值和平均值；通过获取的最值减去平均值得到每个循环载荷的幅值；从得到的每个循环载荷的幅值中获取最大幅值和最小幅值。3.根据权利要求1所述的计算非线性结构的应变时间历程的方法，其特征在于，所述通过插值计算的方式，得到所述载荷的应力步骤包括：利用离所述载荷最近的两个增量步得到的应力，通过插值计算的方式，得到所述载荷作用下的应力。4.根据权利要求1所述的计算非线性结构的应变时间历程的方法，其特征在于，所述方法还包括：若判断结果指示所述载荷的应力已在仿真中得到，则将所述载荷的应力记录在所述预先设置的记录所述应变时间历程的列表中。5.一种计算非...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏志刚，陈效华，
申请(专利权)人：芜湖市汽车产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34