[发明专利]一种考虑多轴载荷非比例度的缺口件局部应力应变确定方法

摘要

本发明一种考虑多轴载荷非比例度的缺口件局部应力应变确定方法，涉及多轴疲劳强度理论领域，利用有限元分析软件建立缺口件的有限元模型；对缺口件的有限元模型的网格数进行收敛性分析；利用有限元分析软件计算单位外载荷作用下缺口局部的应力集中系数，并计算缺口区域的虚应力历程；通过线弹性理论或者线弹性有限元分析，确定缺口处的虚拟应变历程；利用提出的非比例因子的评价方法来确定多轴循环载荷下缺口局部的非比例度；通过缺口虚应力修正方法和本构关系来求解缺口处的真实应力和真实应变。本方法可以较好的预测多轴载荷下缺口局部的应变。

主权项

1.一种考虑多轴载荷非比例度的缺口件局部应力应变确定方法，其特征在于：该方法包括如下步骤，步骤1)：利用有限元分析软件建立缺口件有限元模型；步骤2)：对建立的缺口件有限元模型的网格数进行收敛性分析；步骤3)：在有限元分析软件中，对缺口件有限元模型一端施加约束，一端施加载荷Lb(t)，确定单位外载荷作用下缺口局部的应力集中系数(Cij)b；缺口区域的虚应力历程eσij(t)通过下式来确定：其中，d表示外载即Lb(t)的个数；i和j称为自由指标，i＝1,2,3，j＝1,2,3；角标e表示缺口处的虚弹性量；t表示时间；步骤4)：通过线弹性理论或者线弹性有限元分析，确定缺口处的虚拟应变历程eεij(t)；步骤5)：利用提出的非比例因子的评价方法来确定多轴循环载荷下缺口局部的非比例度，提出的非比例因子F的确定公式为：其中，最大剪切应变范围和最大剪切平面均由缺口区域的虚应变历程来确定；步骤6)：计算缺口处的真实应力和真实应变1)运用Neuber法和材料的等效应力—等效应变关系，确定虚拟等效应力—真实等效应变关系；2)计算真实切线模量场NEt,k和虚拟切线模量场eEt,k其中，^eR_k‑1和^eR_k分别是曲线的第k个线性片段的始端和末端的等效应力；^NR_k‑1和^NR_k分别是曲线的第k个线性片段始端和末端的等效应力；和分别是曲线和曲线的第k个线性片段的始端和末端的等效应变；表示虚拟等效应力；表示真实等效应力；表示真实等效应变；角标N表示缺口处的真实量；3)缺口处的真实应力增量通过Huber‑Mises屈服准则和Garud运动硬化法则和缺口虚应力修正方法来确定，缺口虚应力修正方法的表达式如下：Δeσij为缺口处的虚拟应力增量，ΔNσij为缺口处的真实应力增量；4)求解缺口处的真实应变增量；对于真实应力空间中弹性加载或者卸载的情况，缺口处的真实应变增量通过式(6)来确定；其中，E为弹性模量，ν为泊松比，δij为换标符号；对于真实应力空间中弹塑性加载的情况，缺口处的真实应变增量通过式(7)来确定；NHk为真实的硬化模量；当k＝1时，H1＝∞，式(7)退化为式(6)；当k≥2时，(5)缺口处的真实应力Nwσij和应变Nwεij通过以下方程来计算N0σij和N0εij分别为初始的真实应力和应变；ΔNgσij和ΔNgεij分别为真实应力和应变增量。