南京航空航天大学宋迎东获国家专利权
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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种基于损伤等效的随机多参数疲劳试验谱编制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114036654B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111182389.2,技术领域涉及:G06F30/17;该发明授权一种基于损伤等效的随机多参数疲劳试验谱编制方法是由宋迎东;李亚松;常亚宁;孙志刚;牛序铭;彭秋洪设计研发完成,并于2021-10-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于损伤等效的随机多参数疲劳试验谱编制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于损伤等效的多参数疲劳试验谱编制方法,包括以下步骤:得到充分包含实际多参数载荷特征的多参数疲劳试验谱模型;将预处理后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;对疲劳考核点的应力应变历程进行时间离散化,利用基于损伤时变参量的权函数进行临界平面的确定;根据多轴疲劳损伤模型计算原始载荷谱的总累积损伤;建立外部载荷与多轴损伤关系,对多参数疲劳试验谱模型的优化参数进行优化搜索求解;对每一级载荷进行随机拼接,合成与原始载荷谱载荷特征一致、损伤一致的多参数疲劳试验谱。本发明实现了多参数疲劳试验载荷谱编制过程的载荷特征一致性和损伤一致性。
本发明授权一种基于损伤等效的随机多参数疲劳试验谱编制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于损伤等效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针对复杂机械构件多参数随机载荷谱进行峰谷值检测、雨流循环计数,获得各自载荷幅值与均值统计结果,利用载荷累积频次曲线对载荷幅值进行等级划分,均值则相应进行平均化取值,由此得到每路载荷的系列代表性载荷循环,由此典型载荷循环系列进行多参数载荷的匹配组合,得到充分包含实际多参数载荷特征的多参数疲劳试验谱模型; 步骤1的具体步骤为: 11针对复杂机械构件多参数随机载荷谱进行峰谷值检测以及雨流循环计数处理,其中峰谷值检测即对每路载荷时间历程进行峰值或谷值点判断,若是则保留,否则去除,对数据进行三点法判断,即读取三个相邻的数据点Fi-1、Fi、Fi+1,若满足: [Fi-Fi-1][Fi+1-Fi]≥0且Fi-Fi-1≠0 其中,Fi则是峰值点或谷值点; 而雨流循环计数则是基于材料应力应变迟滞回线原理对载荷历程进行载荷全循环的提取,连续读取载荷历程中的四个点,即两个峰值和两个谷值,全循环选取依据为:中间两点差的绝对值要小于前面两点差的绝对值和后面两点差的绝对值,即满足: |Fi+2-Fi+1|≤|Fi+1-Fi| |Fi+2-Fi+1|≤|Fi+3-Fi+2| 由此得到各路载荷的载荷全循环峰谷值统计结果,进而得载荷全循环均幅值统计信息,其计算表达式如下: Camp=Fpeak-Fvalley2 Cmean=Fpeak+Fvalley2 其中,Fpeak、Fvalley分别表示雨流计数循环的峰值和谷值;Camp、Cmean分别表示雨流计数循环的幅值和均值; 12基于步骤11的载荷全循环均幅值统计信息,以载荷幅值为纵坐标、累积频次为横坐标绘制载荷累积频次曲线,根据累积频次曲线利用等间隔法或根据实际载荷分布对载荷幅值区间进行离散等级划分,确定各级阶梯载荷幅值,即Aj,1,Aj,2,...,Aj,n,利用相等损伤区间原则,确定各级载荷对应的载荷频次,从而对每级载荷均值进行平均化取值,即得各级阶梯载荷均值Mj,1,Mj,2,...,Mj,n,由此得到第j路载荷的系列代表性载荷循环,即 或{Aj,1,Mj,1,ηj,1,Aj,2,Mj,2,ηj,2,...,Aj,n,Mj,n,ηj,n} 其中,为每级载荷的循环数,j=1,2,...,m,i=1,2,...,n,m为载荷通道数,n为每路载荷划分等级数,而ηj,i为每级载荷的归一化循环数占比,其计算表达式如下: 13基于每路载荷确定的系列代表性载荷循环,进行多参数载荷谱的遍历匹配组合,即得充分包含实际多参数载荷特征的多参数疲劳试验谱模型,其中载荷匹配组合数为nm,即产生nm个多参数载荷谱块,其中每个谱块参数包括每路载荷均幅值参数A,M共有2m个,相位参数共m-1个以及载荷组合循环数1个,即 ...... 其中,k,h,...,q这m个参量取值于{1,2,...,n},表示每个代表性多参数载荷循环谱块,由此得到多参数疲劳试验谱模型的参数表达; 2根据有限元原理将预处理后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; 3对疲劳考核点的应力应变历程进行时间离散化,利用基于损伤时变参量的权函数进行临界平面的确定; 4根据多轴疲劳损伤模型计算原始载荷谱的总累积损伤; 5基于权函数临界平面与局部应力应变与构件载荷的线性方程,建立外部载荷与多轴损伤关系,确定系列代表载荷循环组合的多轴疲劳损伤值,根据损伤一致性的原则对上述步骤1建立的多参数疲劳试验谱模型的优化参数进行优化搜索求解; 6对每一级载荷进行随机拼接,合成与原始载荷谱载荷特征一致、损伤一致的多参数疲劳试验谱。
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