[发明专利]一种复合材料结构的高周弯曲疲劳寿命预测方法

摘要

本发明公开了一种复合材料结构的高周弯曲疲劳寿命预测方法，其主要步骤为：首先建立复合材料各向异性的静态渐进损伤模型和疲劳累积损伤模型；然后，基于周期跳跃方法，计算分析经历一定弯曲疲劳循环数之后结构的损伤状态，获取结构的剩余弯曲刚度百分比下降规律；最后，采用剩余弯曲刚度百分比下降至80％为准则，判定高周弯曲疲劳寿命。本发明提出的高周弯曲疲劳寿命预测方法，一方面以等效弯曲刚度下降等现象预测结构寿命，反映复合材料高周弯曲疲劳的特点，克服现有技术基于最大应力点预测复合材料结构寿命的缺点。另一方面采用周期跳跃算法，减小计算量，能够获取疲劳损伤演变全过程的结构状态变化。

主权项

1.一种复合材料结构的高周弯曲疲劳寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S01：进行复合材料结构建模，建立复合材料各向异性的静态损伤模型和疲劳损伤模型，静态损伤模型用于结构在弯曲载荷下的精确损伤过程计算，是一个全耦合分析计算过程；疲劳损伤模型基于静态渐进损伤模型计算评估的损伤扩展速率，预估经历一定循环数之后的疲劳损伤累积量；步骤S02：根据步骤S01的静态损伤模型和载荷条件，开展静态损伤全耦合分析计算，预估结构每一个积分点的损伤演化速率；步骤S03：对于步骤S01中提出的对疲劳寿命全过程的损伤演变分析，采用周期跳跃方法减少计算量，根据步骤S02评估的损伤速率，以及步骤S01的疲劳损伤模型，进行周期跳跃和损伤累积；步骤S04：判断累积循环数是否已经超过限值，如果是，则终止计算；否则返回步骤S02；步骤S05：计算分析经历一定弯曲疲劳循环数之后结构的损伤状态，获取结构的剩余弯曲刚度百分比下降规律，判定高周弯曲疲劳寿命。