[發明專利]一種臂架疲勞分析方法

有效

• 申請號: 202110239193.6
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113051788B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 黃運保;周健松;梁桂銘;詹宏遠;林志躍
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 佛山市君創知識產權代理事務所(普通合伙) 44675
• 代理人: 杜鵬飛

1.一種臂架疲勞分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）根據臂架實際形狀和尺寸建立三維模型，通過有限元法建立臂架的網絡模型，并設置臂架參數；

（2）對臂架進行正常工況下的運動仿真，測量在一次循環運動中臂架受到隨時間變化的運動數據，該運動數據包括負載大小和位置；通過對臂架的運動數據進行離散化，形成一系列相對靜止狀態，從而得到臂架在每時刻下的位置和負載情況的離散化數據；

（3）根據所述離散化數據，在臂架工作時間范圍內，選取均勻的若干時刻下的臂架運動數據，從而形成若干個臂架待測模型；確定每個臂架待測模型的負載大小和位置后，分別對各個臂架待測模型進行有限元分析，得到一系列靜力學的應力分析云圖以及相關數據；

（4）根據步驟（3）中所得到的應力分析云圖及相關數據結果，尋找臂架在工作過程中應力偏大的區域，并以該區域作為研究對象，綜合應力分析結果，得出該區域內的應力曲線；

（5）在標準工況下對臂架的三維模型進行實驗，觀察對比臂架損傷最嚴重的區域位置信息與步驟（3）中所述的應力分析云圖是否相似，再比較步驟（4）中所得出的應力曲線與實際測量所得應力曲線；若在標準工況下臂架損傷最嚴重的區域位置信息與步驟（3）中所述的應力分析云圖存在明顯的偏差或步驟（4）中所得出的應力曲線與實際測量所得應力曲線存在明顯的偏差，則返回步驟（3），并在步驟（3）中選取更多的臂架待測模型，直至計算所得的應力曲線與標準工況實驗所得的應力曲線結果相近；

（6）將步驟（3）和步驟（4）中所得的應力分析云圖及應力曲線結合臂架的變形情況，并通過模態變換的方式，得到各部件在運動過程中的模態坐標，形成臂架的變形曲線，以此作為輸入信號，對臂架進行疲勞分析，獲得臂架的疲勞壽命云圖以及疲勞壽命數據結果；

（7）在按照標準工況下對臂架實體進行實驗，得到實際情況的實際臂架疲勞壽命云圖，對比步驟（6）所得的疲勞壽命云圖；若兩者的較大疲勞損傷區域范圍，疲勞壽命誤差在允許范圍之內，且疲勞壽命能夠滿足最低疲勞壽命要求，則證明該臂架滿足疲勞強度的要求，否則證明該臂架不符合疲勞強度的要求，并且根據疲勞損傷較為嚴重的區域，針對性地提出優化方案。

2.根據權利要求1所述的臂架疲勞分析方法，其特征在于，步驟（1）中所述的臂架參數包括材料屬性、密度及彈性模量。

3.根據權利要求1或2所述的臂架疲勞分析方法，其特征在于，步驟（5）中，若在臂架工作時間內已選取足夠多的臂架待測模型仍無法減少測量所得數據與實際情況之間的誤差，則調整步驟（1）中的三維模型的形狀、尺寸參數、相關的約束及求解因素，并返回步驟（3）重新進行。