[发明专利]用于计算结构的疲劳以及疲劳破坏的方法

权利要求书

1.一种用于虚拟地预测结构的耐久性性能从而能够优化所述耐久性性能的方法，其中，通过一系列计算点来对所述结构进行建模，其中，

针对每个计算点，

-确定由载荷循环所引起的应力及应变，所述应力及应变限定滞后分支，以及

-预测并存储由于所述载荷循环而引起的累积损伤，以及

-使用滞后算子，作为所述载荷随时间变化的函数计算所述应力沿着滞后分支的变化，所述滞后算子追踪材料记忆，以及

-使用所述应力的所述变化以及所存储的所述累积损伤，计算所述损伤的变化，并且因此，还计算所述结构的属性在所述计算点处的变化，所述属性包括刚度，其中，计算所述损伤的变化还包括使用特征数据，所述特征数据将损伤和属性的所述变化与所述累积损伤以及所述应力的变化相关联，以及

-基于所述属性的所述变化来计算所述应力及应变的进一步的变化，以确定新的适合的滞后分支，以及

-作为所述载荷随时间进一步变化的函数，计算所述应力沿着所述新的适合的滞后分支的变化，以及

-在方法的最后，相应地制造所述结构，

其中，所述结构由下述材料制成：当经受所述载荷循环时，由于疲劳破坏，在损坏之前累积损伤的材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定由载荷循环引起的所述应力及应变还包括对所述结构的有限元模型进行有限元分析，所述有限元分析基于由所述载荷循环施加在所述结构上的外力来进行。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括使用所述属性的变化将所述结构的所述模型更新为更新后的模型，并且，针对每个计算点，确定由所述载荷循环所引起的新的应力及应变，所述新的应力及应变限定滞后分支。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：在所述更新之前，确定是进行所述更新还是进行对所述应力及应变的进一步的变化的所述计算。

5.根据权利要求1、2和4中任一项所述的方法，其中，使用所述滞后算子还包括将所述滞后分支的位置的信息存储为状态信息，并且其中，计算所述应力沿着滞后分支的变化使用存储的信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述损伤的所述变化还包括使用用于获得所述损伤的所述变化的解析式，所述解析式是所述特征数据的近似。

7.根据权利要求1、2、4和6中任一项所述的方法，其中，所述材料是由复合材料或弹性体材料构成的组中的任何一种材料。

8.一种用于虚拟预测结构的耐久性性能从而能够优化所述耐久性性能的系统，所述系统包括：

-用于通过一系列计算点来对所述结构进行建模的装置，以及

-用于针对每个计算点，确定由载荷循环所引起的应力及应变的装置，所述载荷循环限定滞后分支，以及

-用于确定所述载荷循环的装置，以及

-用于针对每个计算点，预测由于所述载荷循环而引起的累积损伤的装置，以及

-用于针对每个计算点，存储所述累积损伤的装置，以及

-用于使用滞后算子，作为所述载荷随时间变化的函数，针对每个计算点计算所述应力沿着所述滞后分支的变化的装置，所述滞后算子追踪材料记忆，以及

-用于使用所述应力的所述变化以及所存储的累积损伤，针对每个计算点计算所述损伤的变化的装置，以及因此，用于针对每个计算点计算所述结构的属性在所述计算点处的变化的装置，所述属性包括刚度，其中，计算所述损伤的变化还包括使用特征数据，所述特征数据将损伤和属性的所述变化与所述累积损伤以及所述应力的所述变化相关联，以及

-用于基于所述属性的所述变化，针对每个计算点计算所述应力及应变的进一步的变化，以确定新的适合的滞后分支的装置，以及

-用于针对每个计算点，作为所述载荷的进一步的变化的函数，计算所述应力沿着所述新的适合的滞后分支的变化的装置，以及

-用于相应地制造所述结构的装置，

其中，所述结构由下述材料制成：当经受所述载荷循环时，由于疲劳破坏，在损坏之前累积损伤的材料。