[发明专利]轴类零件疲劳寿命计算方法

权利要求书

1.一种轴类零件疲劳寿命计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、建立有限元模型并进行网格划分，利用三维软件建立被测轴类零件的实体模型，将被测轴类零件的实体模型转化为有限元模型后，进行有限元网格划分，并采用局部细化网格方法对过渡圆角进行细化网格划分；

b、静力分析计算，定义被测轴类零件的材料和约束条件并施加载荷后，进行静力分析计算，得到最大应力发生节点；

c、计算疲劳裂纹萌生寿命，根据简化弹塑性理论和Miner累计疲劳求和法则，对步骤b中得到的最大应力发生节点计算疲劳裂纹萌生寿命；

d、计算若干组不同直径与过渡圆角的疲劳裂纹萌生寿命，依次重复步骤a、步骤b和步骤c，得到若干组不同的直径比和过渡圆角条件下的被测轴类零件的疲劳裂纹萌生寿命；

e、建立偏最小二乘疲劳寿命计算模型，结合步骤d中得出的若干组直径比、过渡圆角和被测轴类零件的疲劳裂纹萌生寿命，建立被测轴类零件的偏最小二乘疲劳寿命计算模型。

2.如权利要求1所述的轴类零件疲劳寿命计算方法，其特征在于：所述步骤a中，利用三维CAD软件建立被测轴类零件的三维实体模型，再采用参数化建模方式建立有限元模型，通过改变模型中的参数值就能建立新的模型，最后导入到有限元分析软件中将实体模型转化为有限元模型。

3.如权利要求1所述的轴类零件疲劳寿命计算方法，其特征在于：所述步骤a中，对有限元模型进行有限元网格划分时，在圆角处的有限元网格大小为1～3微米，其余部分有限元网格大小为0.2～3毫米。

4.如权利要求1所述的轴类零件疲劳寿命计算方法，其特征在于：所述步骤b中，定义被测轴类零件的材料和约束条件并施加载荷后，由有限元分析软件的求解模块进行静力分析计算求解后，由处理器模块得到三维实体的最大应力发生节点。

5.如权利要求1所述的轴类零件疲劳寿命计算方法，其特征在于：所述步骤b中的施加载荷为对被测轴类零件的一端采用固定端约束方式，载荷均匀加在被测轴类零件的另一端的截面外沿的若干节点上。

6.如权利要求1-5任一项所述的轴类零件疲劳寿命计算方法，其特征在于：所述步骤c中，疲劳裂纹形成阶段的疲劳性能以最大应力强度与许用循环次数关系曲线表征，最大应力强度与许用循环次数关系曲线的表达式为S^mN=C，其中，S为应力值，N为循环次数，m和C为常数。

7.如权利要求1-5任一项所述的轴类零件疲劳寿命计算方法，其特征在于：所述步骤e中，使用MATLAB软件对步骤d得出的直径比、过渡圆角与疲劳寿命值的映射关系进行偏最小二乘计算：其中，j=0,1…k，i=1,2。

8.如权利要求1-5任一项所述的轴类零件疲劳寿命计算方法，其特征在于：所述步骤e中，所述被测轴类零件的偏最小二乘疲劳寿命计算模型为：y=AX₁+BX₂+C，其中_y=lg(N)，X₁=D/d，X₂=r，A、B和C均为常数，D/d为直径比，r为圆角。