(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210872695.7 (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 北京联合大 学 地址 100101 北京市朝阳区北四环东路97 号 (72)发明人 陶志强　 (74)专利代理 机构 北京众合诚成知识产权代理 有限公司 1 1246 专利代理师 张文宝 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 基于临界面等效能量损伤参数的疲劳寿命 预测方法 (57)摘要 本发明公开了属于多轴疲劳强度技术领域 的基于临界面等效能量损伤参数的疲劳寿命预 测方法。 步骤1： 获得总的计数反复数； 步骤2： 计 算轴向应力修正系数和剪切应力修正系数； 步骤 3： 计算轴向等效应力修正系数； 步骤4： 计算临界 面上的法向应力、 最大法向应力和最大剪切应 力； 步骤5： 获取轴向等效应力修正系数与疲 劳失 效循环数之间的关系式； 步骤6： 计算基于临界面 的等效能量损伤参数； 步骤7： 对基于临界面的等 效能量损伤参数进行整理； 步骤8： 估算每个循环 或反复的疲 劳损伤； 步骤9： 计算总的累积疲 劳损 伤； 步骤10： 确定疲 劳失效需要的载荷块数。 本发 明疲劳寿命预测的精度更高， 不包含经验常数， 便于工程应用。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115329546 A 2022.11.11 CN 115329546 A 1.基于临界面等效能量损伤参数的疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 所述方法包括如 下步骤： 步骤1： 利用Wang ‑Brown多轴循环计数算法计数 所有的反复， 获得总的计数反复数n； 步骤2： 计算轴向应力修 正系数和剪切应力修 正系数； 步骤3： 计算轴向等效应力修 正系数 步骤4： 在单轴拉压载荷的工况下， 计算临界面上的法向应力， 并基于Basquin –Coffin– Manson方程， 计算对称循环加载 下临界面上的最大法向应力和最大剪切应力； 步骤5： 由步骤4的最大法向应力和最大剪切应力得到轴向等效应力修正系数 与疲劳 失效循环数之间的关系式； 步骤6： 考虑非比例载荷路径的附加强化效应， 计算基于临界面的等效能量损伤参数 AESA； 步骤7： 由步骤5中轴向等效应力修正系数 与疲劳失效循环数之间的关系式对步骤6 中基于临界面的等效能量损伤参数AESA进行整理， 得到整理后的等效能量损伤参数AESA ′； 步骤8： 采用步骤7整理后的等效能量损伤参数AESA ′估算每个循环或反复的疲劳损伤； 步骤9： 利用Mi ner线性疲劳损伤累积理论计算总的累积疲劳损伤Dtotal； 步骤10： 确定疲劳失效需要的载荷块数Nblock。 2.根据权利要求1所述基于临界面等效能量损伤参数的疲劳寿命预测方法， 其特征在 于， 所述步骤2中轴向应力修 正系数的计算公式为： 其中， σ′f是轴向疲劳强度系数， σn,max是临界面上的最大法向应力； 剪切应力修 正系数的计算公式为： 其中， τ′f是剪切疲劳强度系数， Δ τmax/2是临界面上的最大剪切应力幅。 3.根据权利要求1所述基于临界面等效能量损伤参数的疲劳寿命预测方法， 其特征在 于， 所述步骤3中轴向等效应力修 正系数 的计算公式为： 4.根据权利要求1所述基于临界面等效能量损伤参数的疲劳寿命预测方法， 其特征在 于， 所述步骤4中临界面上的法向应力计算公式为： 其中， σx为应力张量分量； 最大法向应力的计算公式为： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115329546 A 2其中， σ′f和b分别是疲劳强度系数和疲劳强度指数， Nf是疲劳寿命； 最大剪切应力的计算公式为： 5.根据权利要求1或4所述基于临界面等效能量损伤参数的疲劳寿命预测方法， 其特征 在于， 所述临界面 位于45°斜截面。 6.根据权利要求1所述基于临界面等效能量损伤参数的疲劳寿命预测方法， 其特征在 于， 所述步骤6中的等效能量损伤参数计算公式为： 其中， 是临界面上的轴向等效应 变幅， 且计算公式如下： 其中， Δγmax/2是最大剪切平面上的剪切应变幅， 是临界面上相邻最大剪切应变折 返点之间的虚拟正应 变变程， E是弹性模量。 7.根据权利要求1所述基于临界面等效能量损伤参数的疲劳寿命预测方法， 其特征在 于， 所述步骤7中整理后的等效能量损伤参数计算公式为： 8.根据权利要求1所述基于临界面等效能量损伤参数的疲劳寿命预测方法， 其特征在 于， 所述步骤8中每 个循环或反复的疲劳损伤计算公式为： 其中， Nfi为第i个反复的疲劳寿命。 9.根据权利要求1所述基于临界面等效能量损伤参数的疲劳寿命预测方法， 其特征在 于， 所述步骤9中总的累积疲劳损伤Dtotal计算公式为： 其中， n为总的循环或反复数。 10.根据权利要求1所述基于临界面等效能量损伤参数的疲劳寿命预测方法， 其特征在 于， 所述步骤10中的载荷块数Nblock计算公式为： 其中， D为 疲劳损伤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115329546 A 3