本技术涉及一种考虑强度退化效应的结构疲劳寿命预测方法及相应的系统,设备寿命预测技术领域;该预测方法包括:获取结构在至少一个工况下的应变‑时间数据;将应变‑时间数据转换为应力谱;利用考虑强度退化效应的非线性累积损伤模型处理所述应力谱,得到结构的剩余损伤;根据所述剩余损伤计算结构的疲劳寿命。本发明通过引入应力比以及强度退化系数来对模型进行修正,可以较好地体现出材料的退化性能,且模型形式简单,无需引入额外物理参数,能较好的应用于工程实际之中;并且该模型可应用于多级载荷加载下的疲劳寿命的预测,大大提高了结构疲劳寿命预测精度。
背景技术
随着工业技术水平的不断提高,现代机械设备正向大型化、高速化和高性能化的方向不断的发展。作为机械设备最主要的失效方式之一的疲劳破坏,不仅具有隐秘性和突发性,而且占机械结构失效总数的50%-90%。
研究表明,大部分材料在累积损伤与循环载荷之间呈现极高的非线性关系,非线性累积损伤理论考虑载荷次序和载荷之间的相互作用,但其因表达式过于复杂、引入的实验系数难以确定等因素,不能直接用于工程实际中。
载荷次数与载荷水平是决定疲劳累积损伤值的主导因素,而结构当前处于何种损伤状态和处于何种应力状态同样也会影响疲劳损伤的累积,这是由于随着载荷的不断施加以及损伤的不断累积,结构的承载性能会出现退化,即剩余强度退化。剩余强度退化以及循环载荷之间的相互作用将对后续累积损伤产生影响,特别是在结构寿命的中后期,随着结构剩余强度的持续退化,力学性能持续恶化,将加速疲劳损伤的累积。计算疲劳累积损伤时考虑剩余强度退化的影响更符合实际损伤过程,对提高工程结构的疲劳寿命预测精度具有重要意义。
实现思路