[發明專利]受剪構件的高周疲勞損傷數值計算方法、裝置

在審

• 申請號: 202110280584.2
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN112948941A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 劉小玲;汪炳;單江北;伊西艷;葉曉飛;鄭彭軍
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 楊楠

1.一種受剪構件的高周疲勞損傷數值計算方法，其特征在于，基于有限元方法對所述受剪構件在等幅疲勞荷載作用下的高周疲勞損傷進行數值計算；所述數值計算中所使用的疲勞損傷演化方程具體如下：

其中，D₁為單個有限元單元內高斯點處的損傷值，D_總為所有有限元單元內高斯點處的損傷值的累計值，τ^*為損傷有效應力，τ_f為疲勞應力門檻值，Δτ＝τ_max-τ_min，τ_max是最大作用力作用下的最大主應力，τ_min是最小作用力作用下的最大主應力，υ是泊松比，α、β、B是材料參數，N_bl是一個增量步中的循環加載次數。

2.如權利要求1所述受剪構件的高周疲勞損傷數值計算方法，其特征在于，所述數值計算中所使用的主坐標系下的有效損傷本構方程為：

其中，σ_x、σ_y、σ_z、τ_xy、τ_yz、τ_zx是有限元單元在x、y、z、xy、yz、zx方向上的應力值，ε_x、ε_y、ε_z、γ_xy、γ_yz、γ_zx是有限元單元在x、y、z、xy、yz、zx方向上的應變值，E是彈性模量。

3.如權利要求1或2所述受剪構件的高周疲勞損傷數值計算方法，其特征在于，所述受剪構件為橋梁受剪構件。

4.如權利要求1或2所述受剪構件的高周疲勞損傷數值計算方法，其特征在于，使用有限元軟件ABAQUS中的用戶材料子程序UMAT實現。

5.一種受剪構件的高周疲勞損傷數值計算裝置，其特征在于，基于有限元方法對所述受剪構件在等幅疲勞荷載作用下的高周疲勞損傷進行數值計算；所述數值計算中所使用的疲勞損傷演化方程具體如下：

其中，D₁為單個有限元單元內高斯點處的損傷值，D_總為所有有限元單元內高斯點處的損傷值的累計值，τ^*為損傷有效應力，τ_f為疲勞應力門檻值，Δτ＝τ_max-τ_min，τ_max是最大作用力作用下的最大主應力，τ_min是最小作用力作用下的最大主應力，υ是泊松比，α、β、B是材料參數，N_bl是一個增量步中的循環加載次數。

6.如權利要求5所述受剪構件的高周疲勞損傷數值計算裝置，其特征在于，所述數值計算中所使用的主坐標系下的有效損傷本構方程為：

其中，σ_x、σ_y、σ_z、τ_xy、τ_yz、τ_zx是有限元單元在x、y、z、xy、yz、zx方向上的應力值，ε_x、ε_y、ε_z、γ_xy、γ_yz、γ_zx是有限元單元在x、y、z、xy、yz、zx方向上的應變值，E是彈性模量。

7.如權利要求5或6所述受剪構件的高周疲勞損傷數值計算裝置，其特征在于，所述受剪構件為橋梁受剪構件。

8.如權利要求5或6所述受剪構件的高周疲勞損傷數值計算裝置，其特征在于，使用有限元軟件ABAQUS中的用戶材料子程序UMAT實現。