【技术实现步骤摘要】
本申请涉及机械工程，尤其涉及一种焊接接头的疲劳寿命评价方法及装置。
技术介绍
1、在铝合金结构疲劳评估中，焊接接头的疲劳寿命估算是铝合金结构疲劳评估的核心内容。
2、目前所采用的疲劳评估方式是以有限元仿真为基础，通过分析焊接接头附近的应力，基于应力计算结果和载荷谱估算疲劳寿命。但采用这种方法时，其疲劳寿命的准确性与计算模块精度直接相关，疲劳寿命的评估结果往往得不到有限验证。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供了一种焊接接头的疲劳寿命评价方法及装置，目的在于提高焊接接头的疲劳寿命评价的准确性。
2、本申请的第一方面提供了一种焊接接头的疲劳寿命评价方法，所述方法包括：
3、获取与待评价焊接接头具备相同焊接条件的焊接试件；
4、测定所述焊接试件的总疲劳寿命；
5、将所述焊接试件分为k组，对所述k组焊接试件进行阶段性疲劳试验，得到k组阶段性疲劳试件，其中，k为大于0的正整数，同组阶段性疲劳试件具有相同的疲劳次数、属于相同的疲劳阶段，所述疲劳次数均小于所述总疲劳寿命；
6、对所述k组阶段性疲劳试件进行非线性超声检测，得到所述k组阶段性疲劳试件的基波信号和二次谐波信号；
7、根据所述基波信号、所述二次谐波信号和预设的等效系数计算公式，得到所述k组阶段性疲劳试件的第一等效系数；
8、基于所述k组阶段性疲劳试件的第一等效系数和疲劳次数构建数据库，其中，所述数据库包括分布规律，所述分布规律为所述第一等
9、对所述待评价焊接接头进行非线性超声检测，得到所述待评价焊接接头的第二等效系数；
10、基于所述数据库和所述第二等效系数，计算所述待评价焊接接头的疲劳寿命。
11、可选的，所述获取与待评价焊接接头具备相同焊接条件的焊接试件，包括：
12、采用单轴肩搅拌摩擦焊方式形成板材对接接头；
13、将所述板材对接接头按照预设的形式进行处理，得到所述焊接试件。
14、可选的，所述测定所述焊接试件的总疲劳寿命，包括：
15、选取预设数量的所述焊接试件在预设的疲劳条件下进行疲劳试验，测定预设数量的所述焊接试件发生疲劳失效时的总疲劳次数；
16、计算所述总疲劳次数的平均值，得到所述总疲劳寿命。
17、可选的，所述根据所述基波信号、所述二次谐波信号和预设的等效系数计算公式，计算得到所述k组阶段性疲劳试件的第一等效系数，包括：
18、通过信号提取算法从所述基波信号和所述二次谐波信号中提取有效回波信号；
19、对所述有效回波信号进行分析，得到基波信号强度和二次谐波信号强度；
20、将所述基波信号强度和所述二次谐波信号强度代入所述预设的等效系数计算公式，计算得到所述第一等效系数；
21、其中，所述预设的等效系数计算公式如下所示：
22、
23、其中，所述be为所述第一等效系数，所述b0为比例系数，所述a1为基波信号强度，所述a2为二次谐波信号强度。
24、可选的，所述基于所述k组阶段性疲劳试件的第一等效系数和疲劳次数构建数据库，包括：
25、根据所述k组阶段性疲劳试件的第一等效系数和疲劳次数构建所述数据库；
26、基于所述数据库采用正态分布法计算所述分布规律，其中，所述分布规律通过如下的概率分布密度函数所示：
27、
28、其中，所述fk(x)为所述概率分布密度函数，所述sk为标准差，所述ek为平均值。
29、可选的，所述基于所述数据库和所述第二等效系数，计算所述待评价焊接接头的疲劳寿命，包括：
30、基于数据库计算所述第二等效系数在各疲劳阶段的先验概率；
31、基于所述先验概率和后验概率计算公式计算所述待评价焊接接头处于各疲劳阶段的后验概率，其中，所述后验概率计算公式如下所示：
32、
33、其中，所述p(k|x)为所述后验概率，所述p(x|k)为所述先验概率；
34、基于所述后验概率和疲劳寿命计算公式计算所述疲劳寿命，其中，所述疲劳寿命计算公式如下所示：
35、ne＝∑k[p(k|x)nk]；
36、其中，所述ne为所述疲劳寿命，所述p(k|x)为所述后验概率，所述nk为所述各个疲劳阶段对应的疲劳次数。
37、本申请的第二方面提供了一种焊接接头的疲劳寿命评价装置，所述装置包括：焊接试件生成模块、疲劳寿命测定模块、分组试验模块、检测模块、计算模块、数据库构建模块；
38、所述焊接试件生成模块，用于获取与待评价焊接接头具备相同焊接条件的焊接试件；
39、所述疲劳寿命测定模块，用于测定所述焊接试件的总疲劳寿命；
40、所述分组试验模块，用于将所述焊接试件分为k组，对所述k组焊接试件进行阶段性疲劳试验，得到k组阶段性疲劳试件，其中，k为大于0的正整数，同组阶段性疲劳试件具有相同的疲劳次数、属于相同的疲劳阶段，所述疲劳次数均小于所述总疲劳寿命；
41、所述检测模块，用于对所述k组阶段性疲劳试件进行非线性超声检测，得到所述k组阶段性疲劳试件的基波信号和二次谐波信号；
42、所述计算模块，用于根据所述基波信号、所述二次谐波信号和预设的等效系数计算公式，计算得到所述k组阶段性疲劳试件的第一等效系数；
43、所述数据库构建模块，用于基于所述k组阶段性疲劳试件的第一等效系数和疲劳次数构建数据库，其中，所述数据库包括分布规律，所述分布规律为所述第一等效系数在各疲劳阶段的数据分布规律；
44、所述检测模块，用于对所述待评价焊接接头进行非线性超声检测，得到所述待评价焊接接头的第二等效系数；
45、所述计算模块，用于基于所述数据库和所述第二等效系数，计算所述待评价焊接接头的疲劳寿命。
46、可选的，所述焊接试件生成模块，用于采用单轴肩搅拌摩擦焊方式形成板材对接接头；
47、所述焊接试件生成模块，用于将所述板材对接接头按照预设的形式进行处理，得到所述焊接试件。
48、可选的，所述疲劳寿命测定模块，用于选取预设数量的所述焊接试件在预设的疲劳条件下进行疲劳试验，测定预设数量的所述焊接试件发生疲劳失效时的总疲劳次数；
49、所述疲劳寿命测定模块，用于计算所述总疲劳次数的平均值，得到所述总疲劳寿命。
50、可选的，所述计算模块，用于通过信号提取算法从所述基波信号和所述二次谐波信号中提取有效回波信号；
51、所述计算模块，用于对所述有效回波信号进行分析，得到基波信号强度和二次谐波信号强度；
52、所述计算模块，用于将所述基波信号强度和所述二次谐波信号强度代入所述预设的等效系数计算公式，计算得到所述第一等效系数；
53、其中，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种焊接接头的疲劳寿命评价方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取与待评价焊接接头具备相同焊接条件的焊接试件，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测定所述焊接试件的总疲劳寿命，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述基波信号、所述二次谐波信号和预设的等效系数计算公式，计算得到所述k组阶段性疲劳试件的第一等效系数，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述k组阶段性疲劳试件的第一等效系数和疲劳次数构建数据库，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述数据库和所述第二等效系数，计算所述待评价焊接接头的疲劳寿命，包括：
7.一种焊接接头的疲劳寿命评价装置，其特征在于，所述装置包括：焊接试件生成模块、疲劳寿命测定模块、分组试验模块、检测模块、计算模块、数据库构建模块；
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
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【技术特征摘要】
1.一种焊接接头的疲劳寿命评价方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取与待评价焊接接头具备相同焊接条件的焊接试件，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测定所述焊接试件的总疲劳寿命，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述基波信号、所述二次谐波信号和预设的等效系数计算公式，计算得到所述k组阶段性疲劳试件的第一等效系数，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述k组阶段...
【专利技术属性】
技术研发人员：周海鹏，邢松龄，王旭东，沈旭奎，计梦男，
申请(专利权)人：北京轨道交通技术装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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