[发明专利]一种基于有限测试点的构件残余应力场的预测方法

摘要

本发明公开了一种基于有限测试点的构件残余应力场的预测方法，包括1、结构离散化；2、单元节点进行分类，建立位移形函数矩阵、单元应力函数矩阵，然后求解单元矩阵；3、根据单元矩阵，建立应力形质点残余应力向量列阵、整体节点载荷列阵、求解整体矩阵；4、根据整体矩阵的秩确定实验测试点个数、分布及测试；5、根据所测残余应力实验结果，作为残余应力边界条件，求得所有应力形质点残余应力；6、根据应力形质点残余应力和单元应力函数矩阵，求解到非应力形质点残余应力，从而可得构件的残余应力场。本发明可精确预测构件的残余应力，而且不受构件材料结构形状的限制，尤其在未知构件制造工艺以及复杂构件残余应力预测具有明显优势。

主权项

一种基于有限测试点的构件残余应力场的预测方法，其特征在于，包括：步骤1对构件建模并离散化，将所述构件划分为多个八节点六面体等参单元，其中所述构件整体节点个数为偶数，提取每一节点在整体坐标系xyz的坐标值，记录各单元的节点组成信息；步骤2对各单元的节点进行分类，选取每个单元的四个节点为该单元的应力形质点，未被选取的节点为该单元的非应力形质点，基于每个单元中八个节点在其局部坐标系ξηζ下的坐标值求解单元位移形函数矩阵N，基于每个单元中的应力形质点在其局部坐标系ξηζ下的坐标值求解单元应力函数矩阵M，然后根据求得的所述单元位移形函数矩阵N、所述单元应力函数矩阵M，求解单元矩阵ke；步骤3建立应力形质点残余应力向量列阵σ、整体节点载荷列阵R，并根据所述所有应力形质点残余应力向量列阵σ、所述整体节点载荷列阵R和所述单元矩阵ke，求解整体矩阵K；步骤4确定实验测试点个数、分布，对所述构件表面残余应力进行无损检测并记录每个实验测试点的6个应力分量；步骤5根据所述步骤3所得的所有应力形质点残余应力向量列阵σ、整体节点载荷列阵R、整体矩阵K，将所述步骤4所得的残余应力测试结果作为残余应力边界条件，代入关系式Kσ＝R求得所有应力形质点残余应力；步骤6根据所述步骤5所得的所有应力形质点残余应力和所述步骤2所得的单元应力函数矩阵M，求解非应力形质点残余应力，从而可得所述构件的残余应力场。