基于非线性疲劳损伤累积理论的构件疲劳寿命评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于非线性疲劳损伤累积理论的构件疲劳寿命评估方法，其包括采用有限元分析模型对构件在至少一个工况下进行应力分析，并选取应力值大于设定应力的区域作为该工况的危险分析区域；采用构件在一次任务中的载荷施加于有限元分析模型中进行仿真，得到危险分析区域中应力、应变的最大值与最小值；根据危险分析区域中应力的最大值与最小值，计算每个工况的等效应力；根据危险分析区域中应变的最大值和最小值，预测构件在每个工况下的疲劳寿命预测值；根据每个工况下的等效应力和疲劳寿命预测值，计算构件在应力谱下的疲劳累积损伤；根据疲劳累积损伤，计算构件的疲劳寿命。

【技术实现步骤摘要】
基于非线性疲劳损伤累积理论的构件疲劳寿命评估方法
本专利技术涉及设备寿命的评估方法，具体涉及一种基于非线性疲劳损伤累积理论的构件疲劳寿命评估方法。
技术介绍
在工程实际中，机械零构件所承受的载荷大多为变幅载荷，即载荷的峰谷值随时间不断变化。从经济性的角度考虑，直接采用试验的方法测定此类服役载荷下的疲劳寿命显然并不现实。相比之下，恒幅加载下的疲劳试验简单易行，且目前已积累大量试验数据，这样可以通过疲劳累积损伤准则将恒幅载荷下的寿命数据进行等效转换，进而估算结构在变幅载荷下的疲劳寿命。许多学者在大量试验和理论分析的基础上，提出了多种累计损伤模型。线性疲劳累积损伤模型因其形式简洁，计算效率高，在工程上应用较为广泛，但存在着以下不足：(1)损伤与载荷的状态没有关系。(2)损伤与载荷的历程没有关系。(3)损伤与载荷间的相互作用没有关系。为了克服上述缺点，有关学者提出了非线性疲劳累积损伤理论并被广泛应用。但是截止目前，尚未有一个综合性模型可把所有上述影响因素全部考虑进去。疲劳累积损伤理论又是结构抗疲劳设计和寿命预测的核心内容，因此对疲劳累积损伤理论的研究十分重要。现有疲劳累积损伤模型可分为线性累本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于非线性疲劳损伤累积理论的构件疲劳寿命评估方法，其特征在于，包括：采用有限元分析模型对构件在至少一个工况下进行应力分析，并选取应力值大于设定应力的区域作为该工况的危险分析区域；采用构件在一次任务中的载荷施加于有限元分析模型中进行仿真，得到危险分析区域中应力、应变的最大值与最小值；根据危险分析区域中应力的最大值与最小值，计算每个工况的等效应力：

【技术特征摘要】
1.基于非线性疲劳损伤累积理论的构件疲劳寿命评估方法，其特征在于，包括：采用有限元分析模型对构件在至少一个工况下进行应力分析，并选取应力值大于设定应力的区域作为该工况的危险分析区域；采用构件在一次任务中的载荷施加于有限元分析模型中进行仿真，得到危险分析区域中应力、应变的最大值与最小值；根据危险分析区域中应力的最大值与最小值，计算每个工况的等效应力：其中，σi为第i个工况的等效应力；σa＝(σmax-σmin)/2为应力幅值，σmax为最大应力，σmin为最小应力；γ为材料参数；根据危险分析区域中应变的最大值和最小值，预测构件在每级工况下的疲劳寿命：其中，Nfi为第i级工况的疲劳寿命；εa＝(εmax-εmin)/2为应变幅值，εmax为最大应变，εmin为最小应变；σ0.2为屈服极限；σb为强度极限；σ′f为疲劳强度系数；E为弹性模量；b为疲劳强度指数；ε′f为疲劳延性系数；c为疲劳延性指数；根据每个工况下的等效应力和疲劳寿命预测值，计算构件在应力谱下的疲劳累积损伤；根据疲劳累积损伤，计算构件的疲劳寿命：T＝t/Dtotal其中，T为疲劳寿命；t为构件工作时间；Dtotal为疲劳累积损伤。2.根据权利要求1所述的基于非线性疲劳损伤累积理论的构件疲劳寿命评估方法，其特征在于，所述根据每个工况下的疲劳寿命预测值及非线性累积损伤理论，计算构件在应力谱下的疲劳累积损伤进一步包括：计算构件在至少一级工况的等效应力作用下循环时的疲劳损伤Di：构件在应力谱下的疲劳累积损伤Dtotal＝D1+D2+…+Di...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄洪钟，丁如昌，李彦锋，周杰，刘丁玮，黄承赓，李贺，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51