一种多轴随机载荷疲劳寿命预测方法
专利汇可以提供一种多轴随机载荷疲劳寿命预测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种多轴随机 载荷 疲劳寿命预测方法，其特征是：针对构件所受各随机载荷，通过有限元方法获得结构危险点 位置 并提取关键载荷，对关键载荷进行分级；基于主导载荷，构建与关键载荷对应的组合载荷谱 块 ；基于线性损伤累积原则，以多轴常幅载荷疲劳寿命估算方法预测多轴随机载荷下的疲劳寿命。本发明对多轴随机载荷疲劳寿命预测 精度 较高，能有效提高运算效率，有利于工程应用。，下面是一种多轴随机载荷疲劳寿命预测方法专利的具体信息内容。
1.一种多轴随机载荷疲劳寿命预测方法，其特征是：针对构件所受各随机载荷，通过有限元方法获得结构危险点位置并提取关键载荷，对关键载荷进行分级；基于主导载荷，构建与关键载荷对应的组合载荷谱块；基于线性损伤累积原则，以多轴常幅载荷疲劳寿命估算方法预测多轴随机载荷下的疲劳寿命。
2.根据权利要求1所述的多轴随机载荷疲劳寿命预测方法，其特征是：按如下步骤进行：
步骤1：针对构件所受各随机载荷，按如下方法获取构件结构危险点及关键载荷，并对关键载荷进行分级；
1.1.建立构件有限元模型，在有限元分析软件中，对所述构件有限元模型同时施加各随机载荷，取构件有限元模型中Von-Mises等效应力最大的点为结构危险点；在静力学分析环境下，将各随机载荷取不同数值单独施加在所述构件有限元模型上，获得构件结构危险点的Von-Mises等效应力随各随机载荷的变化关系；将其中对构件结构危险点的Von-Mises等效应力影响最大的随机载荷定义为第一关键载荷，次之为第二关键载荷；
1.2.以第一关键载荷的载荷数据的最小值N为下边界，最大值M为上边界，定义差值A为：A＝M-N,将第一关键载荷的数值大小划分为八级，分别是：
[N,N+0.125A)、[N+0.125A,N+0.275A)、[N+0.275A,N+0.425A)、[N+0.425A,N+0.575A)、[N+0.575A,N+0.725A)、[N+0.725A,N+0.850A)、[N+0.850A,N+0.950A)、[N+0.950A,M]；
统计第一关键载荷的载荷数据在每一级中的载荷点数，分别为M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7和M8，以及每级中的载荷点数占第一关键载荷的总载荷点数的比例；
1.3.按照与步骤1.2同样的方式将第二关键载荷的数值大小划分为八级，并获得第二关键载荷的载荷数据在每一级中的载荷点数，以及每一级中的载荷点数占第二关键载荷的总载荷点数的比例；
步骤2：按如下方式获得关键载荷的各组合载荷谱块：
2.1.根据步骤1.2第一关键载荷分级情况，定义Fi为第一关键载荷第i级特征值，其数值大小为第一关键载荷第i级上边界值； 为第一关键载荷第i级载荷点数占第一关键载荷总载荷点数的比例；根据步骤1.3第二关键载荷分级情况，定义fj为第二关键载荷第j级特征值，其数值大小为第二关键载荷第j级上边界值； 为第二关键载荷第j级载荷点数占第二关键载荷总载荷点数的比例；定义载荷组合(Fi,fj)的发生概率Pij如式(1)所示，其中i,j∈[1,2,3,4,5,6,7,；
2.2.将所述第一关键载荷作为主导载荷，取第一关键载荷为F1，在有限元分析软件静力学分析环境下，对构件有限元模型分别施加载荷组合(F1,f1)；(F1,f2)；...(F1,f8)，记录各载荷组合下结构危险点位置；提取所述各载荷组合下结构危险点位置中与步骤1.1中所得结构危险点位置一致且发生概率P1j最大的载荷组合(F1,fmax1)，其中max1∈[1,2,3,4,5,6,
7,8]，作为第一关键载荷为F1时的特征载荷组合；
2.3.基于特征载荷组合(F1,fmax1)，以正弦曲线的形式近似构建第一组合载荷谱块，循环次数为M1，单个循环如式(2)所示：
其中，F是第一组合载荷谱块中第一关键载荷单个循环；f是第一组合载荷谱块中第二关键载荷单个循环；ω＝2πf,f为载荷数据采样频率；
2.4.取第一关键载荷为F2，重复2.2获得载荷组合(F2,fmax2)，并重复2.3构建第二组合载荷谱块；
2.5.同理获得载荷组合(F3,fmax3)；(F4,fmax4)；(F5,fmax5)；(F6,fmax6)；(F7,fmax7)；(F8,fmax8)，及其所对应的组合载荷谱块；
步骤3：按以下方式获得构件在随机载荷下的多轴疲劳预测寿命：
3.1.在有限元分析软件中，将步骤2.3-2.5中所述8段组合载荷谱块分别施加在构件有限元模型上，在静力学分析环境下，提取步骤1.1中结构危险点在各组合载荷谱块下的应力应变历程；
3.2.基于临界平面法，结合多轴常幅载荷疲劳寿命预测模型，获得各组合载荷谱块下单个循环结构危险点的疲劳寿命Nf(I)，则第I个组合载荷谱块下的疲劳损伤d(I)如式(3)所示，其中I∈[1,2,3,4,5,6,7,8]；
3.3.基于线性损伤累积原则，则构件结构危险点总损伤D为： 构件多轴随机载荷疲劳预测寿命 即构件在服役了随机载荷Nf次后会出现疲劳失效。
一种多轴随机载荷疲劳寿命预测方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
多轴随机载荷疲劳预测寿命Nf 9278 10353 10.38％
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