[發(fā)明專利]一種基于外界沖擊擾動紊度的工程鋼圈輪輞應(yīng)力獲取方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010086737.5
• 申請日: 2020-02-11
• 公開（公告）號: CN111414712A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱林;陳遙;郭廣明;韓清振;吳多利;邊義祥;孫進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 揚州大學(xué)
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

本發(fā)明公開了一種基于外界沖擊擾動紊度的工程鋼圈輪輞應(yīng)力獲取方法，該方法包括如下步驟：S1.工況條件下工程鋼圈的表面應(yīng)力畸變率分布函數(shù)求解；S2.外界沖擊條件下氣壓紊動面識別；S3.外界沖擊條件下擾動紊度的計算；S4.基于紊度敏感程度的混合紊度修正因子計算；S5.基于外界沖擊擾動紊度的工程鋼圈輪輞應(yīng)力計算。該方法檢測精度高，對于精確掌握工程鋼圈輪輞的表面應(yīng)力情況具有重要的現(xiàn)實意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及應(yīng)力檢測領(lǐng)域，特別涉及基于外界沖擊擾動紊度的工程鋼圈輪輞應(yīng)力獲取方法。

背景技術(shù)

工程鋼圈作為工程機械的重要零部件，其安全性直接影響了工程機械整機的安全程度。為了對工程鋼圈的安全性進(jìn)行較為完整的評估，對其輪輞表面應(yīng)力進(jìn)行計算一直是這一領(lǐng)域的研究重點。工程鋼圈應(yīng)力分析方法有很多種，但大多是單純通過徑向和彎曲疲勞試驗?zāi)M的方法獲得的，這對于充分模擬工況條件來說具有很多局限性，主要體現(xiàn)在沒有考慮突然性外界沖擊這種危險工況所帶來的氣壓擾動應(yīng)力的影響，計算過程的局限性較大且準(zhǔn)確性不高。故如何從考慮外界沖擊擾動紊度的角度來獲得工程鋼圈輪輞應(yīng)力分布值是目前這一研究領(lǐng)域存在的共性問題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明目的是提供一種基于外界沖擊擾動紊度的工程鋼圈輪輞應(yīng)力獲取方法，該方法測量精度高。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供一種基于外界沖擊擾動紊度的工程鋼圈輪輞應(yīng)力獲取方法，包括如下步驟：

S1.工況條件下工程鋼圈的表面應(yīng)力畸變率分布函數(shù)求解：

在有限元分析軟件中輸入工程鋼圈的有限元分析模型，待網(wǎng)格劃分與邊界條件施加完畢后，對工程鋼圈的有限元分析模型在工況均勻氣壓條件下輪輞的表面應(yīng)力值及應(yīng)力的分布狀況進(jìn)行分析，確定表面應(yīng)力值最大的區(qū)域及輪輞在氣壓作用下最危險的區(qū)域，在最危險的區(qū)域中按照應(yīng)力的緩變效應(yīng)選擇N個點，分別拾取這N個點的應(yīng)力值為σ_i，i＝1,2...N,i為點的標(biāo)號，然后計算這N個點所對應(yīng)的表面應(yīng)力畸變率J_i

其中，σ_i為N個點中每個點的氣壓應(yīng)力值，C_max(σ_i)為N個點氣壓應(yīng)力值中的最大值，C_min(σ_i)為N個點氣壓應(yīng)力值中的最小值，為N個點氣壓應(yīng)力值中的平均值，A為最危險區(qū)域的面積變量；

S2.外界沖擊條件下氣壓紊動面識別：

在有限元分析軟件中對工程鋼圈的輪輻進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)沖擊載荷作用下的有限元分析，確定輪輻的最危險區(qū)域，并在輪輻的危險區(qū)域中按照應(yīng)力的緩變效應(yīng)選擇N個點，分別拾取輪輻中N個點的應(yīng)力值為S_i，i＝1,2...N,i為點的標(biāo)號，計算外界沖擊條件下氣壓紊動面的修正系數(shù)為β

其中，為輪輻中N個沖擊應(yīng)力值的平均值，C_max(S_i)為輪輻沖擊應(yīng)力值的最大值，C_min(S_i)為輪輻沖擊應(yīng)力值的最小值，A為最危險區(qū)域的面積變量；

然后以輪輻的最大應(yīng)力值點與輪輻的旋轉(zhuǎn)中心之間的連線為中心線，中心線向順時針旋轉(zhuǎn)β％·12.5°獲得一條偏轉(zhuǎn)線，中心線向逆時針旋轉(zhuǎn)β％·12.5°后獲得另一條偏轉(zhuǎn)線，兩條偏轉(zhuǎn)線之間所對應(yīng)的輪輞表面為外界沖擊條件下氣壓紊動面，條動面的起始線與終止線間所成的紊動夾角為β％·25°；

S3.外界沖擊條件下擾動紊度的計算：