一种钢箱梁服役寿命预测方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种钢箱梁服役寿命预测方法、装置、设备及介质，涉及数据处理领域。该方法包括：根据预设的多个离散应力幅值确定多个应力幅值范围；根据多个离散应力幅值以及每个应力幅值范围的衰变系数确定多条动态S

【技术实现步骤摘要】
一种钢箱梁服役寿命预测方法、装置、设备及介质


[0001]本申请实施例涉及数据处理领域，尤其涉及一种钢箱梁服役寿命预测方法、装置、电子设备和存储介质。

技术介绍

[0002]目前，已建成的跨海越江的大跨径悬索桥和斜拉桥中，基本上都采用了正交异性钢桥面板钢箱梁结构形式。正交异性钢桥面板的扁平钢箱梁具有良好的结构受力性能和抗风能力，且重量轻、用钢量小、造价低，广泛受到桥梁设计师的青睐。但同时，该种钢箱梁也面临一些技术挑战，如长期在车辆荷载、风荷载、温度荷载作用下的疲劳开裂破坏就是一个突出问题，该问题严重影响了工程结构的安全与服役性能。
[0003]目前，对于钢箱梁的服役寿命的预测主要分为两种方式：一种是各国桥梁设计规范普遍采用的应力寿命法中的名义应力法，该种方法中不考虑结构个体信息的更新，属于静态分析方法；另一种是基于连续损伤力学的疲劳损伤计算方法，该种方法缺乏考虑材料退化机制对钢箱梁损伤累积的影响。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种钢箱梁服役寿命预测方法、装置、设备和存储介质，以提高预测钢箱梁服役寿命的准确性。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种钢箱梁服役寿命预测方法，包括：根据预设的多个离散应力幅值确定多个应力幅值范围；根据多个离散应力幅值以及每个应力幅值范围的衰变系数确定多条动态S
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N曲线，其中，每个应力幅值范围的衰变系数用于表示每个应力幅值范围的钢箱梁材料性能相对上一应力幅值范围的钢箱梁材料性能的退化程度；根据多条动态S
‑/>N曲线、钢箱梁的多个监测应力幅值、以及与多个监测应力幅值一一对应的多个监测循环次数，预测钢箱梁的服役寿命，其中，多个监测应力幅值位于多个应力幅值范围内。
[0006]第二方面，本申请实施例还提供了一种钢箱梁服役寿命预测装置，包括：应力幅值范围确定模块，用于根据预设的多个离散应力幅值确定多个应力幅值范围；动态S
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N曲线确定模块，用于根据多个离散应力幅值以及每个应力幅值范围的衰变系数确定多条动态S
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N曲线，其中，每个应力幅值范围的衰变系数用于表示每个应力幅值范围的钢箱梁材料性能相对上一应力幅值范围的钢箱梁材料性能的退化程度；服役寿命预测模块，用于根据多条动态S
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N曲线、钢箱梁的多个监测应力幅值、以及与多个监测应力幅值一一对应的多个监测循环次数，预测钢箱梁的服役寿命，其中，多个监测应力幅值位于多个应力幅值范围内。
[0007]第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如本申请实施例的钢箱梁服役寿命预测方法。
[0008]第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请实施例的钢箱梁服役寿命预测方法。
[0009]本申请实施例提供的钢箱梁服役寿命预测方法、装置、设备和存储介质，根据预设的多个离散应力幅值确定多个应力幅值范围；根据多个离散应力幅值以及每个应力幅值范围的衰变系数确定多条动态S
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N曲线，其中，每个应力幅值范围的衰变系数用于表示每个应力幅值范围的钢箱梁材料性能相对上一应力幅值范围的钢箱梁材料性能的退化程度；根据多条动态S
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N曲线、钢箱梁的多个监测应力幅值、以及与多个监测应力幅值一一对应的多个监测循环次数，预测钢箱梁的服役寿命，其中，多个监测应力幅值位于多个应力幅值范围内。本申请实施例引入衰变系数建立动态S
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N曲线，进一步地计算正交异性钢桥面板损伤累积，得出钢箱梁疲劳寿命预测，克服了现有技术中在钢箱梁疲劳寿命预测领域的局限性，能有效、准确地预测钢箱梁的疲劳寿命。
附图说明
[0010]图1为本申请实施例提供的一种钢箱梁服役寿命预测方法的流程示意图；图2为本申请实施例提供的另一种钢箱梁服役寿命预测方法的流程示意图；图3为本申请实施例提供的又一种钢箱梁服役寿命预测方法的流程示意图；图4为本申请实施例提供的一种钢箱梁服役寿命预测装置的结构框图；图5为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0011]下面将参照附图更详细地描述本申请的实施例。虽然附图中显示了本申请的某些实施例，然而应当理解的是，本申请可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本申请。应当理解的是，本申请的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本申请的保护范围。
[0012]应当理解，本申请的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本申请的范围在此方面不受限制。
[0013]本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
[0014]需要注意，本申请中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
[0015]目前，对于钢箱梁的服役寿命的预测主要分为两种：第一种是各国桥梁设计规范普遍采用的应力寿命法中的名义应力法。名义应力法
认为：基于沃勒尔曲线（S
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N曲线），任意构件或结构细节，只要确保它们的制造材料和应力集中系数K相同，承受载荷谱一致，则它们具有相同的疲劳寿命。这种方法中名义应力为控制参数，又称名义应力法（S
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N曲线法），是最早用于零件疲劳总寿命评估的一种方法，主要适宜低应力长寿命问题估算，即高周疲劳。运用此方法时，从材料的S
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N曲线出发，考虑各种因素的影响，修正得到零件的S
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N曲线，并结合零件的名义应力得出其疲劳寿命。该方法使用简单、方便，加之积累了大量的S
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N曲线数据可供使用，至今仍被广泛应用。运用名义应力法估算零件的疲劳寿命是以帕尔姆格伦一迈纳尔线性累积损伤法则为核心，单级横幅交变应力下零件的疲劳寿命可根据对应的应力水平下的S
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N曲线查取，而多级横幅循环应力、变幅应力和随机应力下疲劳寿命估算，必须借助于疲劳累积损伤理论。对于承受高于疲劳极限的循环应力作用时，假设各应力循环之间是相互独立的，每个循环应力都产生了一定的永久损伤，这种损伤可以线性叠加，当达到临界值时就会发生破坏。多级应力水平下，当总损伤D累积为1时，零件即发生疲劳破坏。
[0016]第二种是基于连续损伤力学的疲劳损伤计算方法：依据线弹性断裂力学计算得到裂纹扩展深度，直接将裂纹扩展深度与构件厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢箱梁服役寿命预测方法，其特征在于，包括：根据预设的多个离散应力幅值确定多个应力幅值范围；根据所述多个离散应力幅值以及每个应力幅值范围的衰变系数确定多条动态S
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N曲线，其中，所述每个应力幅值范围的衰变系数用于表示所述每个应力幅值范围的钢箱梁材料性能相对上一应力幅值范围的钢箱梁材料性能的退化程度；根据所述多条动态S
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N曲线、所述钢箱梁的多个监测应力幅值、以及与所述多个监测应力幅值一一对应的多个监测循环次数，预测所述钢箱梁的服役寿命，其中，所述多个监测应力幅值位于所述多个应力幅值范围内。2.根据权利要求1所述的钢箱梁服役寿命预测方法，其特征在于，在所述根据所述多个离散应力幅值以及每个应力幅值范围的衰变系数确定多条动态S
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N曲线之前，还包括：根据每个离散应力幅值以及原始S
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N曲线确定所述每个离散应力幅值对应的当前循环次数和最大循环次数；构建材料衰减性能函数；根据所述材料衰减性能函数以及每个离散应力幅值对应的当前循环次数和最大循环次数，确定所述每个离散应力幅值所在应力幅值范围的衰变系数。3.根据权利要求2所述的钢箱梁服役寿命预测方法，其特征在于，所述构建材料衰减性能函数，包括：其中，M(n)为材料衰变性能；C为材料初始性能；D为衰减函数，N
f
为一应力幅值对应的最大循环次数；n为所述一应力幅值对应的当前循环次数，0≤n≤N
f
，e为常量。4.根据权利要求3所述的钢箱梁服役寿命预测方法，其特征在于，所述根据所述材料衰减性能函数以及每个离散应力幅值对应的当前循环次数和最大循环次数，确定所述每个离散应力幅值所在应力幅值范围的衰变系数，包括：其中，β为所述一应力幅值所在应力幅值范围的衰变系数。5.根据权利要求2所述的钢箱梁服役寿命预测方法，其特征在于，所述根据所述多个离散应力幅值以及每个应力幅值范围的衰变系数确定多条动态S
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N曲线，包括：根据初始斜率以及每个应力幅值范围的衰变系数，计算所述每个应力幅值范围对应的动态S
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N曲线的斜率；其中，所述初始斜率为所述原始S
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N曲线的斜率，根据每个离散应力幅值以及所述每个离散应力幅值对应的当前循环次数确定的点位于所述每个离散应力幅值所在应力幅值范围对应的动态S
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N曲线上。6.根据权利要求5所述的钢箱梁服役寿命预测方法，其特征在于，每个应力幅值范围与上一应力幅值范围对应的两条动态S
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N曲线的斜率的变化率用所述每个应力幅值范围的衰
变系数表征。7.根据权利要求5所述的钢箱梁服役寿命预测方法，其特征在于，所述根据所述多条动态S
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N曲线、所述钢箱梁的多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭健，朱绪江，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：