[发明专利]一种用于发电机结构的低周疲劳寿命分析方法

权利要求书

1.一种用于发电机结构的低周疲劳寿命分析方法，其特征在于，包括：

步骤1：根据发电机的实际结构建立有限元数值仿真模型，将材料的循环应力-应变曲线输入发电机结构的有限元数值仿真模型，导出发电机结构所有节点在额定工况下的6个应变分量，包括所有节点在额定工况下x向主应变分量ε_x、y向主应变分量ε_y、z向主应变分量ε_z、xy向剪应变分量ε_xy、yz向剪应变分量ε_yz和zx向剪应变分量ε_zx，所有节点在静止工况下的6个应变分量，包括所有节点在静止工况下x向主应变分量ε_x'、y向主应变分量ε_y'、z向主应变分量ε_z'、xy向剪应变分量ε_xy'、yz向剪应变分量ε_yz'和zx向剪应变分量ε_zx'，额定工况下的等效应力(σ_eqv)_额定，静止工况下的等效应力(σ_eqv)_静止，第一主应力σ₁和第三主应力σ₂；

步骤2：计算应变幅和平均应力：

发电机结构在任一节点处的等效应变幅Δε的计算公式为：

式中，Δε为等效应变幅；dε_x为x向的主应变幅，dε_x＝ε_x-ε_x'；dε_y为y向的主应变幅，dε_y＝ε_y-ε_y'；dε_z为z向的主应变幅，dε_z＝ε_z-ε_z'；dε_xy、dε_yz和dε_zx分别为xy、yx、zx三个方向的剪应变幅，dε_xy＝ε_xy-ε_xy'，dε_yz＝ε_yz-ε_yz'，dε_zx＝ε_zx-ε_zx'；

发电机结构在循环交变工况下的平均应力σ_m的计算公式为：

式中，μ为修正系数，当第一主应力σ₁的绝对值大于第三主应力σ₂的绝对值，则节点处于受拉状态，μ取值为1；反之，则节点处于受压状态，μ取值为-1；

步骤3：计算发电机结构在任一节点处的低周疲劳寿命N，计算公式为：

式中，E为材料弹性模量；σ_f′为疲劳强度系数；b疲劳强度指数；ε_f′疲劳塑性系数；c疲劳塑性指数；N为发电机结构在任一节点处的低周疲劳寿命。

2.如权利要求1所述的用于发电机结构的低周疲劳寿命分析方法，其特征在于，还包括：

步骤4：将发电机结构在每一节点处的低周疲劳寿命N的对数导入到步骤1中建立的有限元数值仿真模型中，并作为温度载荷施加到对应的节点上，显示结构的温度载荷分布即可显性化表示出结构的疲劳寿命分布。

3.如权利要求1所述的用于发电机结构的低周疲劳寿命分析方法，其特征在于，还包括：所述的有限元数值仿真模型采用2维的8节点等参单元或3维的20节点等参单元。