[發明專利]一種估算結構危險點概率疲勞壽命的符合性檢驗方法

有效

• 申請號: 202011548844.1
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112597682B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 孫秦;李曉虹;劉瀟然
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G16C60/00;G16C10/00;G06F111/08;G06F111/10;G06F119/04;G06F119/14
• 代理公司: 蘇州中合知識產權代理事務所(普通合伙) 32266
• 代理人: 阮梅

1.一種估算結構危險點概率疲勞壽命的符合性檢驗方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)將疲勞損傷力學演化模型中的參數視為隨機變量，所述疲勞損傷力學演化模型的率形式表示為：

其中，

上式中，S、s、q是模型參數，Y稱為應變能密度釋放率，σ_m是平均應力，σ_eq是等效應力，E是彈性模量，ν是泊松比，是累積塑性應變率，是塑性應變率張量，

對于不同應力水平下常幅譜疲勞試驗值，用數值優化反演疲勞損傷力學演化模型參數的原始樣本值，并分別求得各參數的均值和標準差，數值優化反演的目標函數和約束條件為：

min[f(S_ki,s_ik,q_ik)-N_ki]²

0＜s_ki≤5

s.t.0＜S_ki≤5

0＜q_ki≤5 (2)其中，N_ki為k級應力幅值下第i個疲勞壽命試驗值；S_ki，s_ki，q_ki為相應的待解疲勞損傷力學演化模型參數，D_c為由靜力拉伸試驗獲得的損傷門檻值，略去下標后有：

為疲勞損傷力學演化模型計算的疲勞循環數；由式(2)計算發現，S_ki、s_ki各值變化很小，q_ki的均值及標準差分別為

其中，n_k為第k級應力幅值下疲勞試驗的有效件數；

2)確定模型參數中的確定性的材料常數和變量模型參數，建立各級應力幅值下變量模型參數q關于對數正態隨機壽命標準化后的非嵌入多項式混沌展開為：

其中，C_j為確定性系數，ψ_j(ξ)為標準正態分布變量ξ的Hermite多項式基函數，N_pc為該展開式的項數，其值表示為：

其中，b為Hermite多項式的最高階數；n＝1為隨機變量個數，即只有q一個隨機變量，

上式中，混沌多項式的各項系數C₀,C₁,…,CN_pc-1，由式(6)計算：

其中，右端列陣為對應于各試驗疲勞壽命N_ki的模型參數q_ki的數值，并將其排序為0至M；左端系數矩陣各元素為Hermite多項式各基函數ψ_j，j＝0,....,N_pc-1，在ξ_l上的取值，l＝0,....,M為疲勞試驗壽命數據N_ki的字典排序數；ξ_l為各試驗疲勞壽命N_ki的對數值并經標準正態變換后的取值，即

其中,μ_l、σ_l為試驗疲勞對數壽命lgN_ki的均值和標準差；

3)對變量模型參數的概率分布進行EDF擬合優度檢驗，完成變量模型參數的概率化；

4)運用結構有限元數值模型計算結構危險細節在復雜載荷譜下的應力峰谷值，獲得危險點應力峰谷值序列，完成疲勞損傷的概率抽樣計算，獲得疲勞損傷的數值計算樣本，計算完成金屬結構細節危險點的疲勞壽命的概率樣本數值。

2.根據權利要求1所述的一種估算結構危險點概率疲勞壽命的符合性檢驗方法，其特征在于，還包括步驟5)，對疲勞壽命的概率樣本數值進行統計檢驗獲得金屬結構細節危險點的疲勞壽命的完整概率分布，若相同載荷譜下疲勞壽命試驗值落入所計算的對數壽命概率分布的預設置信區間內，則概率符合檢驗；反之，則不符合。

3.根據權利要求2所述的一種估算結構危險點概率疲勞壽命的符合性檢驗方法，其特征在于，所述預設置信區間為95％的置信區間。