[发明专利]一种多轴非比例载荷下剪应力幅值计算方法

摘要

本发明公开了一种多轴非比例载荷下剪应力幅值计算方法，即最大非比例系数法(MNFM)。多轴非比例载荷下，材料平面上的剪应力矢量方向和大小都是随着时间不断变化的，在一个多轴非比例循环载荷作用下，剪应力矢量端将描绘出一条迹线。因此，在多轴非比例载荷下，确定剪应力幅值是常困难的。本发明通过坐标转换，得到平面上的剪应力时间历程；用离散的点描述平面上剪应力矢量端所描绘的迹线；定义面上的q方向，将剪应力矢量端迹线向q方向投影，得到面上的最大投影LP；引入非比例度系数；应用MNFM公式得到面上的剪应力幅值；对经过坐标原点的所有平面进行上述计算，所有材料平面上的剪应力幅值中的最大值即为多轴非比例载荷下的剪应力幅值。

主权项

1.一种多轴非比例载荷下剪应力幅值计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)定义疲劳危险点O，并将其设为坐标原点；定义直角坐标系Oxyz；定义平面Δ；定义面Δ上的局部坐标系Ouv；(2)输入多轴应力加载历程；(3)对于给定的平面经过坐标转换，将O点上的应力的空间矢量投影到所研究的面Δ₀内，得到在多轴非比例载荷下材料在面Δ₀上的剪应力矢量随时间变化历程；(4)用离散的点描述这一材料在面Δ0上剪应力矢量端在一个多轴非比例循环载荷下所描绘的迹线；(5)在面Δ₀上定义方向q，设方向q与u轴正方向夹角为γ_i，γ_i∈[0°，180°]，将上述迹线上各个离散的点投影到q方向上，所有投影点中最远的两个点的距离设为使γ_i的值在0°到180°之间逐渐变化，得到Δ₀面上与局部坐标轴u轴之间夹角为0°到180°之间任意角度方向上的取最大投影为平面Δ₀的剪应力投影；(6)根据非比例度计算公式得到材料在面Δ₀上迹线图形的非比例度影响因子(7)结合迹线最大投影LP与F_np值计算材料在面Δ₀上的剪应力幅值(8)计算所有和θ，θ∈[0°，180°]平面上的剪应力幅值；(9)定义非比例载荷下剪应力幅值为