[发明专利]一种非线性累积的构件疲劳评估方法

权利要求书

1.一种非线性累积的构件疲劳评估方法，其特征是包括如下步骤： 

步骤1、对构件的标准应力时程（σ^block(t)）进行预处理，得到峰谷值序列（p(i)）； 

步骤2、对所述峰谷值序列（p(i)）进行雨流计数，提取出该构件所经历的、包含作用先后次序的应力循环序列（C）； 

步骤3、计算标准块导致的疲劳损伤增加量（ΔD_block）； 

步骤4、计算构件的寿命。 

2.根据权利要求1所述的一种非线性累积的构件疲劳评估方法，其特征在于：所述步骤2中，按照构件所经历时间的次序提取应力循环序列（C）。 

3.根据权利要求1所述的一种非线性累积的构件疲劳评估方法，其特征在于：所述步骤3包括以下步骤： 

i、取出应力幅序列（Δσ(i)）； 

ii、以i为指标遍历所有应力循环，计算该循环导致的损伤增量（dD_i）； 

iii、对损伤增量（dD_i）求和，计算标准块导致的疲劳损伤增加量（ΔD_block）。 

4.根据权利要求3所述的一种非线性累积的构件疲劳评估方法，其特征在于：在所述步骤ii中，分三种情形计算损伤增量（dD_i）： 

a）Δσ_i＜＝h₁时 

dD_i＝0  (1) 

b）h₁＜Δσ_i＜＝h₂时， 

c）Δσ(i)＞h₂时，先按非过载的b）情形估算，记为 

并在此基础上修正为 

其中i为指标，D是疲劳损伤量，是一个随着时间变化的量，Δσ，σ_m分别是应力 幅与平均应力，随指标i变化，需要写成Δσ_i和σ_m,i的形式，B和β是材料常数，α是跟应力幅Δσ有关的函数f(Δσ)，随指标i变化写成α_i＝f(Δσ_i)的形式，应力幅阈值h₁是疲劳应力门槛值，Δσ(i)＜h₁时，将不会产生任何疲劳效应，h₂为过载的判断门槛，Δσ(i)＞h₂时，属于过载情形。 

5.根据权利要求1所述的一种非线性累积的构件疲劳评估方法，其特征在于：所述步骤4包括以下步骤：令初始的疲劳损伤为零（D₀=0），同时给定失效时的损伤极限值（D_f），以标准块为单位，不断施加该荷载，重复的进行步骤3直至疲劳损伤值达到损伤极限值（D_f）。 

6.根据权利要求1或2所述的一种非线性累积的构件疲劳评估方法，其特征在于：在步骤2中，所述雨流计数采用四点判别法，具体如下： 

i、遍历峰谷值数据（p(i)）的所有值，对于当前位置i处的特定值（p(i)），取相邻的四个峰谷点进行判断四点判别法；获得提取的应力循环序列（C₀），C₀为M₀×2的矩阵，其中M₀为提取的循环总数和剩余的、暂无法提取的峰谷值（p_r0(i)）序列； 

ii、将峰谷值（p_r0(i)）序列从最大值处断开，然后将首尾相接，形成新的序列，记为p_r(i)，该序列将不会产生无法提取的应力循环；对p_r(i)重新实施步骤甲），并将新提取的应力循环添加到应力循环序列（C₀）中形成最终的应力循环序列（C），C为M×2的矩阵，其中M为提取的循环总数；获得应力循环序列（C），C包含了包含先后次序的应力循环。 

7.根据权利要求1所述的一种非线性累积的构件疲劳评估方法，其特征在于：在所述步骤1中，遍历标准应力时程（σ^block(t)）中的所有数据（σ^block(i)），判断[σ(i)-σ(i-1)]×[σ(i)-σ(i+1)]的正负性:若为正数，则将应力（σ(i)）标记为峰值或谷值，取出并依次放入峰谷值数据（p(i)）中；若为负数，则跳过。