[发明专利]焊接空间网架节点焊缝风致多轴高周疲劳损伤评定方法

权利要求书

1.一种焊接空间网架结构节点焊缝风致多轴高周疲劳损伤评定方法，其特征在于，包括：

建立网架结构的有限元模型，并根据作用在所述网架结构上的风荷载对所述网架结构进行风荷载作用下的响应时程分析；

采用子结构分析法建立各焊接节点的三维实体有限元模型，并将分析得到的所述网架结构各杆件的内力时程作为对应焊接节点的三维实体有限元模型的边界条件，分析各焊接节点疲劳危险点处的等效应力时程，采用雨流计数对所述疲劳危险点处的等效应力时程进行计数，找出各个全循环起始时刻，确定循环个数及每个循环对应的原始剪应力和正应力时程，其中包括3个正应力时程和3个剪应力时程；

在确定的每个循环中，搜索每个循环范围内对应的临界面位置，统计各循环对应的临界面上的最大剪应力幅值及最大正应力幅值，然后根据所述最大剪应力幅值与所述最大正应力幅值的比值，从已获得的多轴疲劳参数中查找各循环内取对应比值时的疲劳参数，进而得到各循环内的疲劳失效次数，根据所有循环内的疲劳失效次数得到所有循环内的疲劳损伤量以及总体疲劳寿命；

所述在确定的每个循环中，搜索每个循环范围内对应的临界面位置，包括：

在确定的每个全循环中，将各全循环对应的原始应力历程进行坐标转换，通过旋转坐标轴的方式从0度到360度搜索确定每个全循环中的临界面的位置；

由得到各循环内的疲劳失效次数，其中，N_f表示各循环内的疲劳失效次数，Δτ表示对应全循环内的临界面上的最大剪应力幅值，Δσ表示对应全循环内的临界面上的最大正应力幅值，τ_A,Ref(ρ)与k_τ(ρ)表示对应全循环中的疲劳参数，由试验数据拟合得到，τ_A,Ref(ρ)表示参考剪应力，k_τ(ρ)表示反向斜率，N_A表示参考剪应力τ_A,Ref对应的循环次数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在从已获得的多轴疲劳参数中查找各循环内取对应比值时的疲劳参数之前，所述方法还包括：

设计空心钢管对焊试件，并考虑焊接过程存在的缺陷，在所述试件中加有高温陶瓷片模拟焊接缺陷，然后进行所述试件的单轴拉压和扭转高周疲劳试验，获得单轴拉压S-N曲线和扭转的S-N曲线，采用双参数修正临界面法获得所述试件的多轴疲劳参数和多轴预测疲劳寿命公式。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述采用雨流计数对所述疲劳危险点处的等效应力时程进行计数，找出各个全循环起始时刻，包括：

对各焊接节点疲劳危险点处的等效应力时程进行波峰波谷识别，得到只含有波峰和波谷的等效应力时程，对波峰波谷历程进行雨流计数，得到全循环个数，以对各个全循环的起止时刻进行识别，记录各个全循环起止时刻，根据各个全循环的起止时刻截取出各个全循环对应的原始应力历程。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

其中，

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，由确定总体疲劳寿命，其中，n表示全循环个数，D_i表示第i个全循环产生的疲劳损伤，Δσ_i表示第i个全循环内的临界面上的最大正应力幅值，Δτ_i表示第i个全循环内的临界面上的最大剪应力幅值，τ_A,Ref(ρ_i)与k_τ(ρ_i)表示第i个全循环中的疲劳参数。