[发明专利]一种类裂纹不连续区结构的疲劳损伤系数获取方法及装置

权利要求书

1.一种类裂纹不连续区结构的疲劳损伤系数获取方法，其特征在于，该方法包括：

采用奇异单元网格划分法划分类裂纹尖端的网格，并构建类裂纹尖端应力有限元模型；采用所述类裂纹尖端应力有限元模型计算距类裂纹尖端特征距离的应力；

在瞬态载荷和外载荷条件下，采用编译器软件，通过主循环瞬态极值组合和子循环瞬态峰谷值应力幅配对的方式计算疲劳损伤系数；

所述的采用所述类裂纹尖端应力有限元模型计算距类裂纹尖端特征距离的应力；具体包括：

采用所述类裂纹尖端应力有限元模型计算具有类裂纹不连续区结构在三种不同载荷下的应力分布；所述三种不同载荷包括瞬态温度和内压、机械外载、地震外载；

在三种不同载荷下，分别提取距类裂纹尖端点某一特征距离d的瞬态和外载应力；包括：提取距类裂纹尖端点某一特征距离d的的周向应力，机械外载和地震外载分别提取由外载组合导致的特征距离d的最大应力和最小应力；

所述的在瞬态载荷和外载荷条件下，采用编译器软件，通过主循环瞬态极值组合和子循环瞬态峰谷值应力幅配对的方式计算疲劳损伤系数；具体包括：

主循环疲劳损伤系数计算：利用编译器软件，通过主循环瞬态极值组合进行主循环疲劳损伤系数计算，并更新瞬态循环次数，直至所有瞬态循环次数均为0，得到主循环疲劳损伤系数；

子循环疲劳损伤系数计算：利用编译器软件，通过子循环瞬态峰谷值应力幅配对进行子循环疲劳损伤系数计算，得到子循环疲劳损伤系数；

总疲劳损伤系数计算：根据所述主循环疲劳损伤系数、子循环疲劳损伤系数，计算得到总疲劳损伤系数。

2.根据权利要求1所述的一种类裂纹不连续区结构的疲劳损伤系数获取方法，其特征在于，所述特征距离d为0.05mm，根据所述类裂纹尖端应力有限元模型的材料不同存在差异。

3.根据权利要求1所述的一种类裂纹不连续区结构的疲劳损伤系数获取方法，其特征在于，所述主循环疲劳损伤系数计算，具体包括以下子步骤：

选取类裂纹不连续区结构不同周向夹角θ，计算各瞬态的应力极值及各瞬态组合的应力差值；

将机械外载和地震外载的最大应力和最小应力的幅值叠加至瞬态组合的最大应力差值中；

根据叠加后的瞬态组合中的最大应力差值计算交变应力幅，确定瞬态组合中最小循环次数；

对交变应力幅进行平均应力和塑性修正，采用专用疲劳曲线计算主循环疲劳损伤系数；

更新瞬态差值和瞬态循环次数，重复执行以上过程直至所有循环次数均为0。

4.根据权利要求3所述的一种类裂纹不连续区结构的疲劳损伤系数获取方法，其特征在于，所述子循环疲劳损伤系数计算，具体包括以下子步骤：

确定叠加机械外载和地震外载，对特征距离d处考虑平均应力和塑性修正后瞬态应力的时间历程，逐次提取修正后瞬态应力时间历程中的峰谷值；

配对峰谷值的子循环历程，对每个配对的子循环历程根据专用疲劳公式叠加计算第j条瞬态的疲劳损伤系数U_j＝∑U_si，其中，U_si指瞬态中配对的子循环历程疲劳损伤系数；

根据疲劳损伤系数U_j，计算子循环疲劳损伤系数。

5.根据权利要求4所述的一种类裂纹不连续区结构的疲劳损伤系数获取方法，其特征在于，所述总疲劳损伤系数U的计算公式为：

U＝U_m+U_s

式中，U_m为主循环疲劳损伤系数、U_s为子循环疲劳损伤系数。

6.根据权利要求1所述的一种类裂纹不连续区结构的疲劳损伤系数获取方法，其特征在于，该方法适用于具有由焊缝导致的类裂纹不连续区的管座贯穿件结构的疲劳损伤系数计算。