[发明专利]一种焊接接头疲劳应力-寿命法曲线拟合优化方法

说明书

本发明涉及焊接疲劳分析技术领域，具体公开了一种焊接接头疲劳应力‑寿命法曲线拟合优化方法，包括如下步骤：收集焊接接头疲劳试验数据，构建焊接接头疲劳分析数据库；对数据进行预处理；计算焊接接头疲劳分析数据库中各连续型属性值之间的皮尔逊相关系数；根据结果确定关键连续型属性值特征划分域；先通过最小二乘拟合法得到一条传统主S‑N曲线，再通过最小二乘拟合法在特征划分域内得到基于特征划分域的一族S‑N曲线；通过拟合优度统计指标分别对传统主S‑N曲线和基于特征划分域的一族S‑N曲线进行拟合优度统计分析，比较传统主S‑N曲线和一族S‑N曲线的拟合优度统计值。本发明可以进一步降低疲劳试验样本的分散度，提高疲劳寿命的预测精度。

技术领域

本发明涉及焊接疲劳分析技术领域。

背景技术

围绕焊接接头疲劳寿命分析方法研究，国内外学者做了大量的研究工作，提出了多种寿命预测理论、模型和分析方法。其中，应力-寿命法是是目前使用最广的寿命预测方法。应力-寿命法又称为S-N曲线法，S-N曲线常用的表现形式主要有Basquin公式、幂函数式、指数函数式和三参数幂函数式。根据所采用的基本应力参数的不同，S-N曲线法可分为名义应力法、热点应力法、缺口应力法以及等效结构应力法(亦称网格不敏感结构应力法)等。其中，等效结构应力法通过定义对有限元分析网格划分尺寸不敏感的结构应力，解决了应力计算一致性问题，基于断裂力学理论建立了包含接头板厚、载荷模式和应力集中等影响因素的应力强度因子表达式，在大量焊接接头疲劳试验数据的基础上确定表达式中的各参数，以获得一条可以表征焊接结构疲劳寿命的主S-N曲线。

综合考虑接头板厚、载荷模式和应力集中因素进行等效结构应力转化之后，以等效结构应力范围-寿命表征的钢材料焊接接头S-N数据样本点的分散度有了较大程度降低，所有的疲劳样本点均被压缩到一条窄带中。相对于其它方法，等效结构应力法具有结构应力计算结果精确、疲劳寿命预测准确度高的优点，能更准确实现对钢材料焊接接头疲劳寿命的分析。然而，对于铝合金焊接接头，以等效结构应力范围表征的，主S-N曲线疲劳试验样本的分散度仍然相对较高，导致焊接接头疲劳寿命预测精度不理想的问题依然存在。如何进一步降低疲劳试验样本的分散度，并提高疲劳寿命预测精度是急需解决的问题。所以针对上述存在的问题，研究设计一种新型的焊接接头疲劳应力-寿命法曲线拟合优化方法，克服现有焊接接头疲劳寿命预测精度不理想的问题是十分必要的。

发明内容

为了解决现有的焊接接头疲劳寿命预测存在的上述问题，本发明提供了一种焊接接头疲劳应力-寿命法曲线拟合优化方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是一种焊接接头疲劳应力-寿命法曲线拟合优化方法，包括如下步骤：

S1.收集焊接接头疲劳试验数据，构建焊接接头疲劳分析数据库；

S2.对收集到的所述焊接接头疲劳试验数据进行预处理，剔除错误数据，将取值为离散型的属性值转换为连续型属性值；

S3.通过皮尔逊相关系数法计算所述焊接接头疲劳分析数据库中各连续型属性值之间的皮尔逊相关系数；

S4.根据皮尔逊相关系数结果确定影响焊接接头疲劳寿命的关键连续型属性值，并根据关键连续型属性值确定特征划分域；

S5.先通过最小二乘拟合法得到一条传统主S-N曲线，再通过最小二乘拟合法在所述特征划分域内进行S-N曲线拟合，得到基于所述特征划分域的一族S-N曲线；

S6.通过拟合优度统计指标分别对传统主S-N曲线和基于特征划分域的一族S-N曲线进行拟合优度统计分析，比较传统主S-N曲线和一族S-N曲线的拟合优度统计值。