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【技术实现步骤摘要】
本申请属于结构疲劳试验分析领域,特别涉及一种冲击疲劳分析方法。
技术介绍
1、工程结构中,很多部件都会受到重复冲击载荷作用,这些结构存在疲劳失效破坏问题。迄今为止,对冲击疲劳的研究已经有100多年的历史,20世纪早期和中期的很长一段时间里,人们都处于对冲击疲劳的认知研究中,该领域的研究进展十分缓慢。
2、在进行疲劳寿命预估时,需要考虑构件的冲击响应计算,以及疲劳损伤与冲击响应之间的相互作用。与常规疲劳有所不同,冲击疲劳由于加载能量大、作用时间短、应变率高、应力应变不均匀性更大的特点。正是由于冲击疲劳试验测试方法和材料冲击疲劳性能描述等问题的复杂性,导致目前对结构重复冲击疲劳问题还没有系统的相关理论、测试方法,用于计算受重复冲击构件的疲劳寿命试验数据也很缺乏。上述这些原因导致没有较为成熟的冲击疲劳分析方法。
3、因此,希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供了一种冲击疲劳分析方法,以解决现有技术存在的至少一个问题。
2、本申请的技术方案是:
3、一种冲击疲劳分析方法,包括:
4、步骤一、获取待分析结构的材料参数,根据所述材料参数建立所述待分析结构的有限元模型;
5、步骤二、根据所述有限元模型进行冲击仿真计算,获取循环冲击载荷下所述待分析结构的危险部位,并确定所述危险部位的应变与应力的关系曲线;
6、步骤三、采用雨流计数法,获取所述危险部位的应
7、步骤四、基于manson-coffin公式得到应变与疲劳寿命关系曲线,根据所述应变与疲劳寿命关系曲线确定每个应变对应的疲劳寿命次数;
8、步骤五、获取冲击疲劳寿命计算模型,将所述循环次数以及所述疲劳寿命次数输入到所述冲击疲劳寿命计算模型中,计算出所述待分析结构的冲击疲劳寿命。
9、在本申请的至少一个实施例中,步骤一中,所述材料参数包括:杨氏模量、泊松比、抗拉极限、疲劳强度系数、疲劳延性系数、疲劳强度指数、疲劳延性指数、循环强度系数以及循环应变硬化指数。
10、在本申请的至少一个实施例中,在不考虑塑性情况下,所述疲劳延性系数取最小值,所述疲劳延性指数取最大值。
11、在本申请的至少一个实施例中,步骤二中,所述危险部位的应变与应力的关系曲线的表达式为:
12、εa=εea+εpa=σa/e+(σa/k')1/n
13、其中,εa为应变幅值,εea为弹性应变幅,εpa为塑性应变幅,σa为应力幅值,e为杨氏模量,k'为循环强度系数,n'为循环应变硬化指数。
14、在本申请的至少一个实施例中,步骤四中,所述应变与疲劳寿命关系曲线的表达式为:
15、
16、其中,σ'f为疲劳强度系数,nf为单次载荷下的疲劳寿命,ε'f为疲劳延性系数,b为疲劳强度指数,c为疲劳延性指数。
17、在本申请的至少一个实施例中,步骤五中,所述冲击疲劳寿命计算模型为:
18、
19、
20、其中,ni为第i个应变幅与平均应力水平下进行常幅试验时达到破坏的循环次数,ni为疲劳寿命次数,d为损伤度,k为闭合环数,cp为冲击疲劳寿命。
21、在本申请的至少一个实施例中,步骤五中,计算出多个所述危险部位的冲击疲劳寿命,将寿命最短的所述危险部位的冲击疲劳寿命作为所述待分析结构的冲击疲劳寿命。
22、专利技术至少存在以下有益技术效果:
23、本申请的冲击疲劳分析方法,能够快速计算出循环冲击载荷作用下结构的冲击疲劳寿命。
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1.一种冲击疲劳分析方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的冲击疲劳分析方法,其特征在于,步骤一中,所述材料参数包括:杨氏模量、泊松比、抗拉极限、疲劳强度系数、疲劳延性系数、疲劳强度指数、疲劳延性指数、循环强度系数以及循环应变硬化指数。
3.根据权利要求2所述的冲击疲劳分析方法,其特征在于,在不考虑塑性情况下,所述疲劳延性系数取最小值,所述疲劳延性指数取最大值。
4.根据权利要求3所述的冲击疲劳分析方法,其特征在于,步骤二中,所述危险部位的应变与应力的关系曲线的表达式为:
5.根据权利要求4所述的冲击疲劳分析方法,其特征在于,步骤四中,所述应变与疲劳寿命关系曲线的表达式为:
6.根据权利要求5所述的冲击疲劳分析方法,其特征在于,步骤五中,所述冲击疲劳寿命计算模型为:
7.根据权利要求6所述的冲击疲劳分析方法,其特征在于,步骤五中,计算出多个所述危险部位的冲击疲劳寿命,将寿命最短的所述危险部位的冲击疲劳寿命作为所述待分析结构的冲击疲劳寿命。
【技术特征摘要】
1.一种冲击疲劳分析方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的冲击疲劳分析方法,其特征在于,步骤一中,所述材料参数包括:杨氏模量、泊松比、抗拉极限、疲劳强度系数、疲劳延性系数、疲劳强度指数、疲劳延性指数、循环强度系数以及循环应变硬化指数。
3.根据权利要求2所述的冲击疲劳分析方法,其特征在于,在不考虑塑性情况下,所述疲劳延性系数取最小值,所述疲劳延性指数取最大值。
4.根据权利要求3所述的冲击疲劳分析方法,其特征在于,...
【专利技术属性】
技术研发人员:王永庆,薛璞,陈忠明,王赫喆,沈重,
申请(专利权)人:中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所,
类型:发明
国别省市:
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