[發明專利]一種多軸疲勞壽命預測模型

有效

• 申請號: 201810253959.4
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108491640B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 趙丙峰;謝里陽;樊富友;胡杰鑫;張詩健;李海洋;李沖
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 李曉光

1.一種多軸疲勞壽命預測模型，其特征在于包括以下步驟：

1)利用有限元分析求解薄壁構件危險部位不同位向角α、不同時刻t下的剪應變，得到薄壁構件危險部位剪應變的變化歷程圖；

2)通過上述變化歷程圖，得到最大剪應變幅所在的平面，將此平面定義為主臨界平面，并定義此平面的位向角為α_max；

3)定義任意時刻t，通過上述變化歷程圖，得到該時刻最大剪應變所在的平面，將此平面定義為t時刻的次臨界平面，并定義此平面的位向角為α_t；

4)在次臨界面上計算一個加載周期內平均附加強化影響因子；

其中，定義一個加載周期內附加強化影響因子為，結合次臨界面上的應變參數，求解一個加載周期內平均附加強化影響因子：

其中，Π_T為一個加載周期內平均附加強化影響因子，T為載荷加載周期，Δα_t為t時刻臨界平面與次臨界平面的夾角，A為與材料有關的常數，n’為材料循環硬化指數，γ_t為t時刻最大剪應變，ε_nt為t時刻最大剪應變所在平面即次臨界平面上的正應變；

5)結合主臨界面上的應變參數，求解臨界面上的主等效應變：

其中，Δε’_eq/2為主等效應變幅值，ε_n為臨界面上一個剪切周期內的正應變程；Δγ_max/2為臨界面上的最大剪切應變幅值；

6)臨界平面上求得的參數為主等效應變，次臨界平面上求得的參數為修正應變，通過以下公式將兩者合成為等效應變：

其中，Δε_eq/2為等效應變幅值；

7)結合步驟6)求得的等效應變與Manson-Coffin方程聯結，求解結構多軸疲勞壽命：

其中，N_f為預測壽命，σ’_f為疲勞強度系數，ε’_f為疲勞延性系數，E為楊氏模量，b為疲勞強度指數，c為疲勞延性指數。

2.按權利要求1所述的多軸疲勞壽命預測模型，其特征在于：步驟1)中，剪應變變化歷程圖通過以下過程給出：在有限元分析結果的基礎上，將時間t、位向角α離散化，得到任意第i組時間、位向角[t_i,α_i]組合下的剪應變值γ_i，分別將各組[t_i,α_i,γ_i]繪制到三維坐標下，得到剪應變的變化歷程圖。

3.按權利要求1所述的多軸疲勞壽命預測模型，其特征在于：A的取值范圍為4.2～4.7。

4.按權利要求1所述的多軸疲勞壽命預測模型，其特征在于：Δα_t為t時刻臨界平面與次臨界平面的夾角，主、次臨界面的偏轉角△α_t計算公式

Δα_t＝|α_t-α_max|。

5.按權利要求4所述的多軸疲勞壽命預測模型，其特征在于：計算t時刻的主、次臨界面的偏轉角△α_t，對于比例加載的情形，△α_t＝0。