[发明专利]非线性结构零件损伤循环计数方法及其疲劳寿命分析方法

权利要求书

1.非线性结构零件损伤循环计数方法，包括如下步骤：

1)采集非线性结构零件使用中受到的多轴随机载荷，并建立载荷谱；

2)对步骤1)中载荷谱逐点进行采样，将相同时刻的载荷合成为总的载荷，标记为一个包含方向和大小的载荷空间矢量；

3)建立空间坐标系，将步骤2)中载荷空间矢量归并到等角度间隔的若干个方向，在各个方向按矢量的时间顺序形成该方向上的单轴载荷谱；

4)计算步骤3)中单轴载荷谱下的主应变/主应力；

5)将步骤4)中获得的主应变/主应力按照步骤3)中的方法，将主应变/主应力作为矢量，再按一定角度将主应变/主应力矢量归并到等角度间隔的若干个方向上，然后在这些方向上对载荷进行计数，获得三个或两个主应变/主应力在各个方向上的应变谱/应力谱；

6)对步骤5)中应变谱/应力谱进行循环计数。

2.根据权利要求1所述的非线性结构零件损伤循环计数方法，其特征在于：所述的步骤1)中载荷谱是非线性结构零件某一方向及该方向附近所承受的随时间变化的载荷历程。

3.根据权利要求1所述的非线性结构零件损伤循环计数方法，其特征在于：所述的步骤3)中归并载荷空间矢量的具体方法为：将空间坐标系等角度分为若干个方向，落在各方向区间内的载荷空间矢量合并到邻近的方向上，形成若干方向上的单轴载荷谱。

4.根据权利要求3所述的非线性结构零件损伤循环计数方法，其特征在于：所述的若干方向上的单轴载荷谱通过比较载荷幅值大小、滤掉较小幅值的循环、合并对称方向的载荷，进一步缩减单轴载荷谱的方向数目。

5.根据权利要求4所述的非线性结构零件损伤循环计数方法，其特征在于：所述的步骤4)中具体计算方法为：按坡道加载的方法对单轴载荷谱进行一次最大幅值的循环加载分析，获取从载荷最小值到最大值、一定间隔上载荷作用下的载荷值-结构响应的对应关系，按照单轴载荷谱，根据载荷值-结构响应的对应关系，计算出载荷作用下，结构表面各点的三个或两个主应变/主应力。

6.根据权利要求3所述的非线性结构零件损伤循环计数方法，其特征在于：所述的步骤3)中归并载荷空间矢量的具体方法为：将空间坐标系按10°等分为36个方向，落在各方向区间内的载荷空间矢量合并到邻近的方向上，形成36个方向上的单轴载荷谱。

7.根据权利要求6所述的非线性结构零件损伤循环计数方法，其特征在于：所述的36个方向上的单轴载荷谱通过载荷幅值大小，滤掉较小幅值的循环，合并对称方向的载荷，进一步缩减单轴载荷谱的方向数目为18。

8.根据权利要求7所述的非线性结构零件损伤循环计数方法，其特征在于：所述的步骤4)中具体计算方法为：按坡道加载的方法对单轴载荷谱进行一次最大幅值的循环加载分析，获取从载荷最小值到最大值、一定间隔上载荷作用下的载荷值-结构响应的对应关系，按照单轴载荷谱，根据载荷值-结构响应的对应关系，计算出载荷作用下，结构表面各点的三个主应力/应力谱。

9.非线性结构零件疲劳寿命分析方法，其特征在于：包括权利要求1所述的非线性结构零件损伤循环计数方法。