吊挂结构的腐蚀疲劳寿命预测方法及相关设备.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115422649A(43)申请公布日2022.12.02(21)申请号202210837501.X(22)申请日2022.07.15(71)申请人航天科工防御技术研究试验中心地址100085北京市海淀区永定路50号(72)发明人赵朋飞王毅曹晓蕾李晋鹏徐如远(74)专利代理机构北京风雅颂专利代理有限公司11403专利代理师王刚(51)Int.Cl.G06F30/15(2020.01)G06F30/23(2020.01)G06T17/00(2006.01)G06F119/02(2020.01)G06F119/04(2020.01)权利要求书2页说明书13页附图8页(54)发明名称吊挂结构的腐蚀疲劳寿命预测方法及相关设备(57)摘要本申请提供一种吊挂结构的腐蚀疲劳寿命预测方法及相关设备。所述测试方法包括：建立吊挂结构的三维模型；对所述吊挂结构的三维模型进行有限元静力分析，得到有限元静力分析结果；根据所述有限元静力分析结果，利用疲劳仿真软件计算所述吊挂结构的腐蚀疲劳寿命，得到腐蚀疲劳寿命计算结果；对所述腐蚀疲劳寿命计算结果进行后处理，以得到吊挂结构的腐蚀疲劳损伤的分布云图和腐蚀疲劳寿命的分布云图；根据所述腐蚀疲劳损伤的分布云图和所述腐蚀疲劳寿命的分布云图，评估吊挂结构的腐蚀疲劳寿命。本申请的方案，通过仿真分析吊挂结构疲劳设计的薄弱环节，避免因缺少可参考的经验和数据而进行盲目试验引起的方向性错误以及不必要的调整和反复过程。CN115422649ACN115422649A权利要求书1/2页1.一种吊挂结构的腐蚀疲劳寿命预测方法，其特征在于，包括：建立吊挂结构的三维模型；对所述吊挂结构的三维模型进行有限元静力分析，得到有限元静力分析结果；根据所述有限元静力分析结果，利用疲劳仿真软件计算所述吊挂结构的腐蚀疲劳寿命，得到腐蚀疲劳寿命计算结果；对所述腐蚀疲劳寿命计算结果进行后处理，以得到吊挂结构的腐蚀疲劳损伤的分布云图和腐蚀疲劳寿命的分布云图；根据所述腐蚀疲劳损伤的分布云图和所述腐蚀疲劳寿命的分布云图，评估吊挂结构的腐蚀疲劳寿命。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用疲劳仿真软件计算吊挂结构的腐蚀疲劳寿命，包括：调用预先设定的材料腐蚀疲劳性能参数以及吊挂结构的腐蚀疲劳载荷谱，采用应力‑寿命法并建立疲劳仿真分析步进行计算。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述吊挂结构的三维模型进行有限元静力分析，包括：将所述吊挂结构的三维模型导入有限元分析软件；对所述吊挂结构的三维模型进行静力工况的计算，以得到有限元网格划分、载荷施加位置、静力载荷和固支约束的边界条件。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括通过以下方法设定所述材料腐蚀疲劳性能参数：获取吊挂结构的材料试件的腐蚀疲劳的应力‑寿命曲线；将所述应力‑寿命曲线与所述疲劳仿真软件的曲线拟合方程进行双对数线性拟合得到所述材料腐蚀疲劳性能参数；所述材料腐蚀疲劳性能参数包括疲劳强度指数、应力范围截距和疲劳寿命拐点；所述曲线拟合方程为：S×N‑b＝SRI1；其中，S为应力，N为疲劳寿命,b为疲劳强度指数，SRI1为应力范围截距。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括通过以下方法设定腐蚀疲劳载荷谱：确定吊挂结构的典型任务剖面；通过执行所述典型任务剖面，确定吊挂结构的载荷块，并获取每一个所述载荷块的实测载荷块谱；对所述实测载荷块谱进行处理并组合为试验载荷谱；根据所述试验载荷谱的疲劳载荷与所述静力载荷的对应关系得到载荷转换系数，并利用所述载荷转换系数表示腐蚀疲劳载荷谱；其中，所述疲劳载荷与所述静力载荷对于吊挂结构的载荷施加位置相同。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述试验载荷谱的疲劳载荷与所述静力载荷的对应关系为：疲劳载荷＝载荷转换系数×静力载荷。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述评估吊挂结构的腐蚀疲劳寿命，包括：对吊挂结构进行腐蚀疲劳寿命试验，得到试验结果；2CN115422649A权利要求书2/2页将所述试验结果与所述腐蚀疲劳寿命计算结果、所述腐蚀疲劳损伤的分布云图以及所述腐蚀疲劳寿命的分布云图进行比对，得到评估结果。8.一种吊挂结构的腐蚀疲劳寿命预测装置，其特征在于，包括：建立模块，被配置为建立吊挂结构的三维模型；分析模块，被配置为对所述吊挂结构的三维模型进行有限元静力分析，得到有限元静力分析结果；计算模块，被配置为根据所述有限元静力分析结果，利用疲劳仿真软件计算所述吊挂结构的腐蚀疲劳寿命，得到腐蚀疲劳寿命计算结果；后处理模块，被配置为对所述腐蚀疲劳寿命计算结果进行后处理，以得到吊挂结构的腐蚀疲劳损伤的分布云图和腐蚀疲劳寿命的分布云图；评估模块，被配置为根据所述腐蚀疲劳损伤的分布云图和