一种考虑带宽影响的多轴随机振动寿命预测方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑带宽影响的多轴随机振动寿命预测方法，涉及到宽带随机振动试验的数据采集、处理及寿命计算，属于材料在随机振动载荷下的疲劳性能领域。本发明专利技术修正了频域等效von Mises应力法在宽带情况下的误差，通过添加带宽影响因子提出了改进的von Mises等效准则，来更好地估算在宽带情况下的损伤，使铝合金在宽带多轴振动下疲劳寿命预测更加准确。确。确。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑带宽影响的多轴随机振动寿命预测方法


[0001]本专利技术应用于频域下宽带多轴随机振动疲劳寿命预测领域，特指一种考虑带宽影响的多轴随机振动疲劳寿命预测方法。

技术介绍

[0002]伴随着材料领域的快速发展以及工程应用上提出的严苛要求，对机械强度耐久性设计也提出了更高的要求。一方面，无论是船舶、重型机械或是近来备受关注的高超音速飞行器，都要求很多构件的疲劳寿命在107以上，使用传统的时域方法，将带来超长的设计、试验、测试时间投入，显然过于耗费时间成本；另一方面，时域方法是在得知整个载荷谱的基础上，对整个载荷历程进行循环雨流计数，进而进行损伤计算，工作量较大。因此，频域方法应运而生。频域法是通过结构危险点响应的应力功率谱密度(PSD)，用统计原理获得相应功率谱的相关统计参数，结合应力幅值的概率密度函数，选取适用的损伤累计准则及破坏判据，进行疲劳寿命预估。该方法较时域法需要的数据样本小，数据处理量少，在工程中实用性更广。
[0003]同时，许多结构在其工作年限内，承受的不仅仅是单方向的载荷，由于外界环境的随机性和复杂性以及加载历史的多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑带宽影响的多轴随机振动疲劳寿命预测方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤1)对试件进行多轴随机振动试验，多轴试件为对称设计，在棱边圆弧处粘贴应变花，得到危险点处三个方向的应变数据。步骤2)利用应变花测得的3个方向的线应变ε
a1
，ε
a2
，ε
a3
求出实际应变ε
x
，ε
y
，γ
xy
，具体公式为：式为：式为：式中a1，a2，a3为测量角度；步骤3)应力响应信号功率谱的获取，取其中一段时间的应变时域数据，转化为应力时域数据x(t)，取自相关函数，然后对自相关函数进行连续傅里叶变换即可得到双边功率谱密度，由于考虑频率无负数，将负频率功率谱密度折合到正频率，即可得到应力响应的单边功率谱密度，其中自相关函数R
x
(τ)，双边功率谱密度S
x
(ω)和单边功率谱密度函数G
x
(ω)表达式分别为：表达式分别为：表达式分别为：式中，ω表示频率，t表示时间，τ表示间隔时间，T为信号周期；步骤4)应力响应信号互功率谱的获取：取两方向响应应力的互相关函数，然后对互相关函数进行连续傅里叶变换即可得到双边功率谱密度，然后再转化成单边功率谱密度，互相关函数表达式为：步骤5)将求取的响应功率谱密度函数组成功率谱矩阵G
σ
(f)，并利用改进的von Mises等效准则M转化为等效功率谱矩阵G
σeq
；式中，G
kk
(f)—应力分量的自功率谱密度函数...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚德广，苗彬，吴少东，郝国成，石奉田，夏铭，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：