[发明专利]一种基于局部载荷状态一致的多参数疲劳试验谱编制方法

权利要求书

1.一种基于局部载荷状态一致的多参数疲劳试验谱编制方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)根据有限元原理将多参数构件载荷谱转换为疲劳考核点的应力应变历程，并求解局部应力应变与构件载荷的线性方程；

(2)选取载荷时间间隔△t，对载荷时间历程进行等时间间隔离散划分，分别根据离散的应力应变时间历程进行等效应力应变计算以及应力主轴方向的计算，得到等效应力应力应变时间历程以及应力主轴时间历程；

(3)对等效应力应变历程以及应力主轴方向进行离散统计，选取典型的多轴载荷状态循环，以及确定相应的累积时间；

(4)根据多轴疲劳损伤模型计算原始载荷谱的总累积损伤，根据损伤一致性的原则对上述步骤选取的多轴载荷状态循环相应的循环数进行优化搜索求解；

(5)对每一级载荷进行随机拼接，合成与原始载荷谱局部载荷状态一致、损伤一致的多参数疲劳试验谱。

2.根据权利要求1所述的基于局部载荷状态一致的多参数疲劳试验谱编制方法，其特征在于：所述步骤(1)具体为：

(11)通过有限元软件计算多参数载荷谱下疲劳考核点的应力应变历程，包括：材料属性与单元类型赋予、构件建模与网格划分、多载荷步求解、应力应变数据分析；

(12)求解疲劳损伤考核点局部应力应变与构件载荷的线性方程，其表达式如下：

σ(c,t)＝K_σ(c)·F(t)

ε(c,t)＝K_ε(c)·F(t)

其中，c为构件疲劳损伤考核点，t为载荷时间，σ(c,t)、ε(c,t)、F(t)分别为构件疲劳损伤考核点的与时间相关的应力、应变向量和外部载荷向量，上述向量的矩阵表达形式如下：

其中，K_σ(c)、K_ε(c)分别为应力、应变对于外部载荷矩阵的系数矩阵，且其在载荷时间历程上是恒定的；σ_xx(c,t)、σ_yy(c,t)、σ_zz(c,t)、τ_yz(c,t)、τ_xz(c,t)、τ_xy(c,t)分别表示xyz坐标系下正应力和剪应力，其下标对应坐标系方向；ε_xx(c,t)、ε_yy(c,t)、ε_zz(c,t)、γ_yz(c,t)、γ_xz(c,t)、γ_xy(c,t)分别表示xyz坐标系下正应变和剪应变，其下标对应坐标系方向；F₁(t)、F₂(t)、...F_num(t)表示构件承受的num路外部载荷；

根据步骤(11)中获得的应力应变历程进行多元线性方程计算，获得系数矩阵K_σ(c)、K_ε(c)的数值解。