[发明专利]基于实时风荷载动态耦合智慧灯杆残余寿命测算方法及系统

权利要求书

1.一种基于实时风荷载动态耦合智慧灯杆残余寿命测算方法，其特征在于，包括：

步骤S1：标准材料通过查询对应标准获得一定存活率下的S-N曲线，非标准材料通过实验测试方法获得一定存活率下的S-N曲线。

步骤S2：建立有限元灯杆模型，并通过线性静态有限元求解得到灯杆危险区域在单位载荷下的初始应力解；

步骤S3：利用环境检测设备记录灯杆安装地时间t内实时风荷载-时间数据；

步骤S4：将实时风荷载-时间数据导入到ncode软件中，利用雨流计数法得到m组恒定幅值载荷；

步骤S5：根据初始应力解与m组恒定幅值载荷计算得到m组恒定幅值疲劳应力解；

步骤S6：利用m组恒定幅值疲劳应力解中应力幅值，结合载荷形式、尺寸效应、表面粗糙度以及m组恒定幅值疲劳应力解中平均应力的影响对疲劳寿命进行修正，得到m组修正后的交变疲劳应力解；

步骤S7：根据m组修正后的交变疲劳应力解中交变应力和一定存活率下的S-N曲线，得到各组在对应交变应力下的寿命；

步骤S8：根据各组在对应交变应力下的寿命计算得到每组交变应力对危险区域寿命损伤，对m组交变应力对危险区域寿命损伤求和得到时间t内风载荷对危险区域杆体损伤；重复触发步骤S3-S8循环，将得到每个时间t内风载荷对危险区域杆体寿命损伤进行累加，得到总寿命损伤k_add；

步骤S9：根据总寿命损伤得到杆体残余寿命；

所述有限元灯杆模型是根据项目地杆型要求建立的，用于计算每一单位风压载荷下，危险区域对应应力值。

2.根据权利要求1所述的基于实时风荷载动态耦合智慧灯杆残余寿命测算方法，其特征在于，所述m组恒定幅值载荷包括频次、每组幅值以及平均幅值；

所述根据初始应力解与m组恒定幅值载荷计算得到m组恒定幅值疲劳应力解采用：

σ＝σ₀*(p/p_avg) (1)

其中，σ表示m组恒定幅值疲劳应力解；m组疲劳应力解包括：频次n、应力幅值σ_a以及平均应力σ_m；σ₀表示初始应力解；p_avg表示平均幅值；p表示每组幅值。

3.根据权利要求1所述的基于实时风荷载动态耦合智慧灯杆残余寿命测算方法，其特征在于，所述步骤S6采用：

其中，σ_a表示应力幅值；σ_m表示平均应力；σ_uts表示材料屈服强度；σ_-1表示m组修正后的交变疲劳应力解。

4.根据权利要求1所述的基于实时风荷载动态耦合智慧灯杆残余寿命测算方法，其特征在于，所述步骤S8采用：

其中，k_i表示每组交变应力对危险区域寿命损伤；m表示m组；N_i表示各组在对应交变应力下的寿命；n表示频次。

5.根据权利要求1所述的基于实时风荷载动态耦合智慧灯杆残余寿命测算方法，其特征在于，根据计算得到的杆体残余寿命，对即将失效的杆件做出判断并进行预警。