疲劳强度分析方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及结构设计领域，提供一种疲劳强度分析方法及装置，所述疲劳强度分析方法可以包括：获取结构的疲劳许用应力系数、极限拉伸强度和耐久性系数；根据所述疲劳许用应力系数、所述极限拉伸强度和所述耐久性系数计算所述结构的疲劳许用应力；获取所述结构的工作应力；根据所述疲劳许用应力、所述工作应力计算所述结构的疲劳裕度；将所述疲劳裕度与预设值进行比较；在所述疲劳裕度大于所述预设值的情况下，确定所述结构满足疲劳强度需求；以及在所述疲劳裕度不大于所述预设值的情况下，确定所述结构不满足疲劳强度需求。所述方法可以实现不依赖于疲劳载荷谱而对结构的疲劳强度进行有效分析。

Fatigue strength analysis method and device

The invention relates to the field of structural design, and provides a fatigue strength analysis method and device. The fatigue strength analysis method can include: obtaining the fatigue allowable stress coefficient, the ultimate tensile strength and the durability coefficient of the structure; calculating the fatigue allowable stress of the structure according to the fatigue allowable stress coefficient, the ultimate tensile strength and the durability coefficient; obtaining the fatigue allowable stress of the structure The working stress of the structure; the fatigue margin of the structure is calculated according to the fatigue allowable stress and the working stress; the fatigue margin is compared with the preset value; the structure is determined to meet the fatigue strength demand when the fatigue margin is greater than the preset value; and the structure is determined when the fatigue margin is not greater than the preset value It does not meet the requirements of fatigue strength. The method can effectively analyze the fatigue strength of the structure without relying on the fatigue load spectrum.

【技术实现步骤摘要】
疲劳强度分析方法及装置
本专利技术涉及结构设计
，特别地，涉及一种疲劳强度分析方法及装置。
技术介绍
通常对于机械类结构都会有使用寿命的要求，因而在结构方案设计初期需要进行疲劳强度的初步分析评估。以飞行器的结构为例，相关技术中，需要根据已知的疲劳载荷谱来计算结构的疲劳许用应力，进而对结构的疲劳强度进行分析评估。由于疲劳载荷谱的获取需要长时间的积累，耗时耗力，使得在一些情况下可能尚未提前获知疲劳载荷谱，例如在飞行器方案设计初期，这将使得无法计算结构的疲劳许用应力，进而对结构的疲劳强度的分析也将无法开展。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种疲劳许用应力计算方法，用于至少解决在尚未获知疲劳载荷谱的情况下无法对疲劳许用应力进行计算的技术问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种疲劳许用应力计算方法，所述疲劳许用应力计算方法包括：获取结构的疲劳许用应力系数、极限拉伸强度和耐久性系数；以及根据所述疲劳许用应力系数、所述极限拉伸强度和所述耐久性系数计算所述结构的疲劳许用应力。进一步的，根据所述疲劳许用应力系数、所述极限拉伸强度和所述耐久性系数计算所述结构的疲劳许用应力包括根据以下公式计算所述结构的疲劳许用应力：其中，σt表示疲劳许用应力，TSF表示所述疲劳许用应力系数，Ftu表示所述极限拉伸强度、Fd表示所述耐久性系数。进一步的，获取结构的疲劳许用应力系数包括：获取所述结构的净截面应力集中系数、所述结构的材料分类、所述结构的设计寿命；以及基于所述结构的净截面应力集中系数、所述结构的材料分类、所述结构的设计寿命从预先存储的列表中确定所述结构的疲劳许用应力系数，其中所述列表中存储有与不同的净截面应力集中系数、材料分类、设计寿命所对应的净截面应力集中系数。相对于现有技术，本专利技术所述的疲劳许用应力计算方法具有以下优势：本专利技术实施例是通过结构的疲劳许用应力系数、极限拉伸强度和耐久性系数来计算所述结构的疲劳许用应力，该计算过程不依赖于疲劳载荷谱而执行，使得在疲劳载荷谱未知的情况下，仍然能够计算出结构的疲劳许用应力，进而可以对结构的疲劳强度做出有效分析。本专利技术的另一目的在于提出一种疲劳裕度计算方法，用于在尚未获知疲劳载荷谱的情况下对疲劳裕度进行有效计算。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种疲劳裕度计算方法，所述疲劳裕度计算方法包括：根据上述的疲劳许用应力计算方法计算结构的疲劳许用应力；获取所述结构的工作应力；以及根据所述疲劳许用应力、所述工作应力计算所述结构的疲劳裕度。相对于现有技术，本专利技术所述的疲劳裕度计算方法具有以下优势：基于本专利技术实施例提供的疲劳许用应力计算方法，不依赖于疲劳载荷谱而计算出结构的许用应力，结合结构的工作应力，可以有效计算出结构的疲劳裕度，这可以为结构的疲劳强度的分析提供有效的数据基础。本专利技术的另一目的在于提出一种疲劳强度分析方法，用于至少解决在尚未获知疲劳载荷谱的情况下无法对疲劳强度进行有效分析的方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种疲劳强度分析方法，所述疲劳强度分析方法包括：根据上述的疲劳裕度计算方法计算所述结构的疲劳裕度；将所述疲劳裕度与预设值进行比较；在所述疲劳裕度大于所述预设值的情况下，确定所述结构满足疲劳强度需求；以及在所述疲劳裕度不大于所述预设值的情况下，确定所述结构不满足疲劳强度需求。相对于现有技术，本专利技术所述的疲劳强度分析方法具有以下优势：通过结构的疲劳许用应力系数、极限拉伸强度和耐久性系数来计算所述结构的疲劳许用应力，再结合结构的工作应力计算出结构的疲劳裕度，基于所计算的疲劳裕度就可以实现不依赖于疲劳载荷谱而对结构的疲劳强度进行有效分析。本专利技术的另一目的在于提出一种疲劳许用应力计算装置，用于至少解决在尚未获知疲劳载荷谱的情况下无法对疲劳许用应力进行计算的技术问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种疲劳许用应力计算装置，述疲劳许用应力计算装置包括：第一获取模块，用于获取结构的疲劳许用应力系数、极限拉伸强度和耐久性系数；以及第一计算模块，用于根据所述疲劳许用应力系数、所述极限拉伸强度和所述耐久性系数计算所述结构的疲劳许用应力。进一步的，所述第一计算模块根据以下公式计算所述结构的疲劳许用应力：其中，σt表示疲劳许用应力，TSF表示所述疲劳许用应力系数，Ftu表示所述极限拉伸强度、Fd表示所述耐久性系数。进一步的，所述第一获取模块包括：获取单元，用于获取所述结构的净截面应力集中系数、所述结构的材料分类、所述结构的设计寿命；以及确定单元，用于基于所述结构的净截面应力集中系数、所述结构的材料分类、所述结构的设计寿命从预先存储的列表中确定所述结构的疲劳许用应力系数，其中所述列表中存储有与不同的净截面应力集中系数、材料分类、设计寿命所对应的净截面应力集中系数。所述疲劳许用应力计算装置与上述疲劳许用应力计算方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。本专利技术的另一目的在于提出一种疲劳裕度计算装置，用于在尚未获知疲劳载荷谱的情况下对疲劳裕度进行有效计算。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种疲劳裕度计算装置，所述疲劳裕度计算装置包括：第二计算模块，用于根据上述的疲劳许用应力计算方法计算结构的疲劳许用应力；第二获取模块，用于获取所述结构的工作应力；以及第三计算模块，用于根据所述疲劳许用应力、所述工作应力计算所述结构的疲劳裕度。所述疲劳裕度计算装置与上述疲劳裕度计算方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。本专利技术的另一目的在于提出一种疲劳强度分析装置，用于至少解决在尚未获知疲劳载荷谱的情况下无法对疲劳强度进行有效分析的方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种疲劳强度分析装置，所述疲劳强度分析装置包括：第四计算模块，用于上述的疲劳裕度计算方法计算所述结构的疲劳裕度；比较模块，用于将所述疲劳裕度与预设值进行比较；以及确定模块，用于：在所述疲劳裕度大于所述预设值的情况下，确定所述结构满足疲劳强度需求；以及在所述疲劳裕度不大于所述预设值的情况下，确定所述结构不满足疲劳强度需求。所述疲劳强度分析装置与上述疲劳强度分析方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术一实施例的疲劳许用应力计算方法的流程示意图；图2示出了根据本专利技术一实施例的疲劳裕度计算方法的流程示意图；图3示出了根据本专利技术一实施例的疲劳强度分析方法的流程示意图；图4示出了无限大板的结构参数示意图；图5示出了根据本专利技术一实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种疲劳许用应力计算方法，其特征在于，所述疲劳许用应力计算方法包括：/n获取结构的疲劳许用应力系数、极限拉伸强度和耐久性系数；以及/n根据所述疲劳许用应力系数、所述极限拉伸强度和所述耐久性系数计算所述结构的疲劳许用应力。/n

【技术特征摘要】
1.一种疲劳许用应力计算方法，其特征在于，所述疲劳许用应力计算方法包括：
获取结构的疲劳许用应力系数、极限拉伸强度和耐久性系数；以及
根据所述疲劳许用应力系数、所述极限拉伸强度和所述耐久性系数计算所述结构的疲劳许用应力。


2.根据权利要求1所述的疲劳许用应力计算方法，其特征在于，根据所述疲劳许用应力系数、所述极限拉伸强度和所述耐久性系数计算所述结构的疲劳许用应力包括根据以下公式计算所述结构的疲劳许用应力：



其中，σt表示疲劳许用应力，TSF表示所述疲劳许用应力系数，Ftu表示所述极限拉伸强度、Fd表示所述耐久性系数。


3.根据权利要求1或2所述的疲劳许用应力计算方法，其特征在于，获取结构的疲劳许用应力系数包括：
获取所述结构的净截面应力集中系数、所述结构的材料分类、所述结构的设计寿命；以及
基于所述结构的净截面应力集中系数、所述结构的材料分类、所述结构的设计寿命从预先存储的列表中确定所述结构的疲劳许用应力系数，其中所述列表中存储有与不同的净截面应力集中系数、材料分类、设计寿命所对应的净截面应力集中系数。


4.一种疲劳裕度计算方法，其特征在于，所述疲劳裕度计算方法包括：
根据权利要求1至3中任一项所述的疲劳许用应力计算方法计算结构的疲劳许用应力；
获取所述结构的工作应力；以及
根据所述疲劳许用应力、所述工作应力计算所述结构的疲劳裕度。


5.一种疲劳强度分析方法，其特征在于，所述疲劳强度分析方法包括：
根据权利要求4所述的疲劳裕度计算方法计算所述结构的疲劳裕度；
将所述疲劳裕度与预设值进行比较；
在所述疲劳裕度大于所述预设值的情况下，确定所述结构满足疲劳强度需求；以及
在所述疲劳裕度不大于所述预设值的情况下，确定所述结构不满足疲劳强度需求。


6.一种疲劳许用应力计算装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱成钢，杨先将，张杰超，张世隆，岳文德，魏文菲，王天宁，葛航，邓丽敏，邢文彦，王谦，王传松，陈阳磊，
申请(专利权)人：长城汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13