一种加权耦合最弱链模型的缺口结构概率疲劳寿命预测方法技术

本发明专利技术公开一种加权耦合最弱链模型的缺口结构概率疲劳寿命预测方法，应用于装甲车辆结构完整性与可靠性评估领域，针对现有技术无法解决塑性金属结构件承受循环疲劳载荷以及缺口效应和尺寸效应共同作用时疲劳寿命的预测问题，本发明专利技术通过引入基于材料位置和应力大小的权函数来对缺口效应进行修正，得到一个新的基于最弱链模型的疲劳寿命预测公式；能够同时综合表征缺口效应和尺寸效应的作用，寿命预测准确率高。测准确率高。测准确率高。

【技术实现步骤摘要】
一种加权耦合最弱链模型的缺口结构概率疲劳寿命预测方法


[0001]本专利技术属于特种车辆结构完整性与可靠性评估领域，特别涉及一种缺口结构概率疲劳的寿命预测技术。

技术介绍

[0002]科学技术的进步，为现代武器装备工业注入了大量的新鲜血液，刺激着军工制造业的飞速发展，特种车辆作为联合作战中基本的要素和重要的力量，在过去和未来的战场中有着不可替代的作用。特种车辆在研发与制造时，都要求操作系统操作便捷、工作稳定、安全可靠，并且能够适应在远距离、全天候和全地形的作战环境。在恶劣的工作环境和高工作强度下，对其核心部件进行结构完整性与可靠性评估十分必要。钛合金因其高强度、高韧性等优良性能，被应用于各类武器装备中，且钛合金重量相比钢较轻，一直被认为是完美的特种车辆装甲材料。用钛合金作为装甲材料，能达到增强防护力又减重的良好效果。近年来，随着新技术、新工艺的使用，钛合金装甲的价格大幅下降，制造成本不断降低，国内外新型特种车辆的结构框架和部分装甲逐渐使用钛合金制造，以满足更加现代化的特种车辆发展需要。随着我国兵器装备集团在钛合金大型零部件制造、焊接、机加工等方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加权耦合最弱链模型的缺口结构概率疲劳寿命预测方法，其特征在于，采用基于应力场强法权函数来对不同位置的材料疲劳失效概率进行修正，在最弱链模型的基础上，得到概率疲劳寿命预测模型，基于概率疲劳寿命预测模型进行缺口结构概率疲劳寿命预测。2.根据权利要求1所述的一种加权耦合最弱链模型的缺口结构概率疲劳寿命预测方法，其特征在于，得到概率疲劳寿命预测模型的过程为：S1、对待分析构件进行弹塑性有限元分析，确定危险点和危险区域，所述各危险区域中包括若干危险边界单元；S2、获取危险区域对应的所有危险边界单元在某个稳定循环内的von Mises等效应力峰值，分别计算危险边界单元内相对应力梯度；S3、以缺口根部为起点，记为A点；沿S2中最大相对应力梯度方向，求得von Mises等效应力值为危险点应力值50％的点的位置，记为B点；以A点为球心，A点与B点距离为半径的不完整球体为疲劳损伤区域，提取该疲劳损伤区域内所有四面体网格单元的坐标以及von Mises等效应力值；S4、根据步骤S3得到的疲劳损伤区域内所有四面体网格单元的坐标和von Mises等效应力值，分别计算各四面体网格单元的权函数；S5、利用统计方法分别获取材料的疲劳分散指数K
N
以及特征疲劳寿命N
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，分别代入作为两参数威布尔分布的形状参数和位置参数；S6、将步骤S4求得的权函数和步骤S5的威布尔分布参数，代入最弱链模型，得到概率疲劳寿命预测模型。3.根据权利要求2所述的一种加权耦合最弱链模型的缺口结构概率疲劳寿命预测方法，其特征在于，步骤S1所述危险区域包括所有发生局部应力集中的区域。4.根据权利要求2所述的一种加权耦合最弱链模型的缺口结构概率疲劳寿命预测方法，其特征在于，步骤S5获取材料的疲劳分散指数K
N
以及特征疲劳寿命N
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的过程为：首先将同一应力水平下的不用疲劳寿命按数值大小顺序排列，分别计算各疲劳寿命对应下的失效概率，对疲劳寿命与失效率进行线性拟合获得该应力水平下的K<...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱顺鹏，吴炎来，伊枭剑，张宏伟，王喆，何金超，牛晓鹏，
申请(专利权)人：北京理工大学内蒙古第一机械集团有限公司，
类型：发明
国别省市：