[发明专利]一种臂架疲劳分析方法

权利要求书

1.一种臂架疲劳分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）根据臂架实际形状和尺寸建立三维模型，通过有限元法建立臂架的网络模型，并设置臂架参数；

（2）对臂架进行正常工况下的运动仿真，测量在一次循环运动中臂架受到随时间变化的运动数据，该运动数据包括负载大小和位置；通过对臂架的运动数据进行离散化，形成一系列相对静止状态，从而得到臂架在每时刻下的位置和负载情况的离散化数据；

（3）根据所述离散化数据，在臂架工作时间范围内，选取均匀的若干时刻下的臂架运动数据，从而形成若干个臂架待测模型；确定每个臂架待测模型的负载大小和位置后，分别对各个臂架待测模型进行有限元分析，得到一系列静力学的应力分析云图以及相关数据；

（4）根据步骤（3）中所得到的应力分析云图及相关数据结果，寻找臂架在工作过程中应力偏大的区域，并以该区域作为研究对象，综合应力分析结果，得出该区域内的应力曲线；

（5）在标准工况下对臂架的三维模型进行实验，观察对比臂架损伤最严重的区域位置信息与步骤（3）中所述的应力分析云图是否相似，再比较步骤（4）中所得出的应力曲线与实际测量所得应力曲线；若在标准工况下臂架损伤最严重的区域位置信息与步骤（3）中所述的应力分析云图存在明显的偏差或步骤（4）中所得出的应力曲线与实际测量所得应力曲线存在明显的偏差，则返回步骤（3），并在步骤（3）中选取更多的臂架待测模型，直至计算所得的应力曲线与标准工况实验所得的应力曲线结果相近；

（6）将步骤（3）和步骤（4）中所得的应力分析云图及应力曲线结合臂架的变形情况，并通过模态变换的方式，得到各部件在运动过程中的模态坐标，形成臂架的变形曲线，以此作为输入信号，对臂架进行疲劳分析，获得臂架的疲劳寿命云图以及疲劳寿命数据结果；

（7）在按照标准工况下对臂架实体进行实验，得到实际情况的实际臂架疲劳寿命云图，对比步骤（6）所得的疲劳寿命云图；若两者的较大疲劳损伤区域范围，疲劳寿命误差在允许范围之内，且疲劳寿命能够满足最低疲劳寿命要求，则证明该臂架满足疲劳强度的要求，否则证明该臂架不符合疲劳强度的要求，并且根据疲劳损伤较为严重的区域，针对性地提出优化方案。

2.根据权利要求1所述的臂架疲劳分析方法，其特征在于，步骤（1）中所述的臂架参数包括材料属性、密度及弹性模量。

3.根据权利要求1或2所述的臂架疲劳分析方法，其特征在于，步骤（5）中，若在臂架工作时间内已选取足够多的臂架待测模型仍无法减少测量所得数据与实际情况之间的误差，则调整步骤（1）中的三维模型的形状、尺寸参数、相关的约束及求解因素，并返回步骤（3）重新进行。