[發(fā)明專(zhuān)利]一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中參數(shù)確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011208362.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112287487B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李振磊;石多奇;何雨舒;楊曉光;齊紅宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/17
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/17;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王立普

1.一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中參數(shù)確定方法，其特征在于，包括：

對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，得到所述復(fù)雜結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位處的局部應(yīng)力場(chǎng)；

根據(jù)所述局部應(yīng)力場(chǎng)，確定危險(xiǎn)截面上的高應(yīng)力區(qū)和低應(yīng)力區(qū)，具體包括：

獲取所述危險(xiǎn)截面上每個(gè)應(yīng)力點(diǎn)與最大應(yīng)力點(diǎn)之間的距離和每個(gè)應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力值；

對(duì)每個(gè)應(yīng)力點(diǎn)與最大應(yīng)力點(diǎn)之間的距離進(jìn)行歸一化處理，得到每個(gè)應(yīng)力點(diǎn)的歸一化距離；

以每個(gè)應(yīng)力點(diǎn)的歸一化距離為橫坐標(biāo)，以每個(gè)應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力值為縱坐標(biāo)，繪制應(yīng)力分布圖；

將所述應(yīng)力分布圖中從最大應(yīng)力點(diǎn)開(kāi)始，應(yīng)力值衰減程度大于設(shè)定閾值的區(qū)域確定為高應(yīng)力區(qū)；

將所述應(yīng)力分布圖中除高應(yīng)力區(qū)之外的區(qū)域，確定為低應(yīng)力區(qū)；所述危險(xiǎn)截面為所述局部應(yīng)力場(chǎng)中最大應(yīng)力點(diǎn)所在的截面；

根據(jù)所述高應(yīng)力區(qū)和所述低應(yīng)力區(qū)確定所述復(fù)雜結(jié)構(gòu)高應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力減小值；

獲取所述高應(yīng)力區(qū)的長(zhǎng)度；高應(yīng)力區(qū)的長(zhǎng)度為最大應(yīng)力點(diǎn)到高應(yīng)力區(qū)臨界位置點(diǎn)之間的距離；

根據(jù)所述復(fù)雜結(jié)構(gòu)高應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力減小值和所述高應(yīng)力區(qū)的長(zhǎng)度，確定所述復(fù)雜結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中參數(shù)，具體包括：

對(duì)所述高應(yīng)力區(qū)的長(zhǎng)度進(jìn)行歸一化，得到高應(yīng)力區(qū)的歸一化長(zhǎng)度，表達(dá)式為：X_eff＝(X_sta-X_end)/L；其中，X_eff為高應(yīng)力區(qū)的歸一化長(zhǎng)度，X_sta為危險(xiǎn)截面的最大應(yīng)力點(diǎn)，X_end為高應(yīng)力區(qū)的最小相對(duì)應(yīng)力梯度點(diǎn)，L為危險(xiǎn)截面的長(zhǎng)度；

將所述應(yīng)力減小值進(jìn)行歸一化，得到應(yīng)力減小歸一化值，公式為Δσ＝1-σ_n(x＝X_end)，其中σ(x)為應(yīng)力點(diǎn)x位置的應(yīng)力值，σ_n(x)為應(yīng)力點(diǎn)x位置的應(yīng)力歸一化值，σ_max為最大應(yīng)力值；

根據(jù)所述應(yīng)力減小歸一化值和所述高應(yīng)力區(qū)的歸一化長(zhǎng)度，確定所述復(fù)雜結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中參數(shù)；所述應(yīng)力集中參數(shù)為所述復(fù)雜結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中參數(shù)為應(yīng)力減小歸一化值和所述高應(yīng)力區(qū)的歸一化長(zhǎng)度的比值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中參數(shù)確定方法，其特征在于，當(dāng)所述復(fù)雜結(jié)構(gòu)為葉片類(lèi)結(jié)構(gòu)時(shí)，所述危險(xiǎn)截面為最大應(yīng)力點(diǎn)至葉身尾緣且垂直于關(guān)鍵部位處最大徑向應(yīng)力方向的截面；

當(dāng)所述復(fù)雜結(jié)構(gòu)為盤(pán)類(lèi)結(jié)構(gòu)時(shí)，所述危險(xiǎn)截面為最大應(yīng)力點(diǎn)所在的沿輪盤(pán)厚度方向的連續(xù)截面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中參數(shù)確定方法，其特征在于，所述根據(jù)所述高應(yīng)力區(qū)和所述低應(yīng)力區(qū)確定所述復(fù)雜結(jié)構(gòu)高應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力減小值，具體包括：

對(duì)所述高應(yīng)力區(qū)內(nèi)應(yīng)力點(diǎn)進(jìn)行線性擬合，得到第一直線；

對(duì)所述低應(yīng)力區(qū)內(nèi)應(yīng)力點(diǎn)進(jìn)行線性擬合，得到第二直線；

將所述第一直線和所述第二直線交點(diǎn)位置確定為臨界位置，臨界位置對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值確定為臨界位置應(yīng)力值；

將所述危險(xiǎn)截面上的最大應(yīng)力值與所述臨界位置應(yīng)力值做差，得到所述復(fù)雜結(jié)構(gòu)高應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力減小值。