[发明专利]一种多轴疲劳寿命预测模型

摘要

本发明涉及一种多轴疲劳寿命预测模型，求解薄壁构件危险部位不同位向角α、不同时刻t下的剪应变，得到薄壁构件危险部位剪应变的变化历程图；通过变化历程图，主临界平面和次临界平面，位向角分别为αmax、αt；在次临界面上计算加载周期内平均附加强化影响因子；结合主临界面上的应变参数，求解临界面上的主等效应变；临界平面上求得的参数为主等效应变，次临界平面上求得的参数为修正应变，将两者合成为等效应变；结合等效应变与Manson‑Coffin方程联结，求解结构多轴疲劳寿命。本发明从多轴加载过程中附加强化产生的原理入手，提出了一种新的多轴疲劳寿命预测模型，具备更高的精度和更广泛的材料适应性。

主权项

1.一种多轴疲劳寿命预测模型，其特征在于包括以下步骤：1)利用有限元分析求解薄壁构件危险部位不同位向角α、不同时刻t下的剪应变，得到薄壁构件危险部位剪应变的变化历程图；2)通过上述变化历程图，得到最大剪应变幅所在的平面，将此平面定义为主临界平面，并定义此平面的位向角为αmax；3)定义任意时刻t，通过上述变化历程图，得到该时刻最大剪应变所在的平面，将此平面定义为t时刻的次临界平面，并定义此平面的位向角为αt；4)在次临界面上计算一个加载周期内平均附加强化影响因子；5)结合主临界面上的应变参数，求解临界面上的主等效应变：其中，Δε’eq/2为主等效应变幅值，εn为临界面上一个剪切周期内的正应变程；Δγmax/2为临界面上的最大剪切应变幅值；6)临界平面上求得的参数为主等效应变，次临界平面上求得的参数为修正应变，通过以下公式将两者合成为等效应变：其中，Δεeq/2为等效应变幅值；7)结合步骤6)求得的等效应变与Manson‑Coffin方程联结，求解结构多轴疲劳寿命：其中，Nf为预测寿命，σ’f为疲劳强度系数，ε’f为疲劳延性系数，E为杨氏模量，b为疲劳强度指数，c为疲劳延性指数。