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专利号: 2021103228698
申请人: 北京工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种频域下宽带多轴随机振动寿命预测方法,其特征在于:具体步骤如下:步骤1)对试件进行多轴随机振动试验,将两方向产生的响应作为输入参量进行直接计算;

步骤2)两激振方向应力响应信号功率谱的获取,此两激振方向的应力为试件破坏的主要原因,取其中一段时间的时域数据,将其转化为应力时域数据,对其取自相关函数,然后对自相关函数进行连续傅里叶变换即可得到双边功率谱密度,由于考虑频率无负数,将负频率功率谱密度折合到正频率,即可得到应力响应的单边功率谱密度,其中自相关函数,傅里叶函数,单边功率谱密度函数表达式分别为:步骤3)两方向响应信号相关功率谱的获取:取两方向响应信号互相关函数,然后对互相关函数进行连续傅里叶变换即可得到双边功率谱密度,然后再转化成单边功率谱密度,互相关函数表达式为;

步骤4)将求取的响应功率谱密度函数组成新的功率谱矩阵G,并利用拟合的多轴等效单轴系数矩阵Qσ转化为等效功率谱矩阵GσeqT

Gσeq=QσG(Qσ)

步骤5)利用求得的等效功率谱密度矩阵计算谱参数,谱距计算公式为:步骤6)计算窄带分步法的概率密度函数,窄带近似法对于宽带高斯应力过程给出了过于保守的寿命估算结果,对其进行带宽修正;

Dα=λαDNB

式中Dα最终疲劳损伤,DNB为窄带高斯损伤,γα为带宽修正系数步骤7)根据概率密度函数求出时间内循环次数;

ns=va*T*p(s)

式中va为均值穿越率

步骤8)结合线性miner累计理论及材料S‑N曲线,求出最终损伤;

K

SNS=C

当累计损伤达到临界损伤Dα=1时,结构发生破坏。

2.根据权利要求1所述的一种频域下宽带多轴随机振动寿命预测方法,其特征在于:所述步骤4)将两振动方向的响应及两方向相关性的影响考虑进去组成新的功率谱密度函数,能反映出多轴随机振动造成的损伤,新的功率谱矩阵G为式中Gx为x方向的应力响应功率谱密度矩阵,Gy为y方向的应力响应功率谱密度矩阵,Gxy为两方向互功率谱密度矩阵。

3.根据权利要求1所述的一种频域下宽带多轴随机振动寿命预测方法,其特征在于:所述步骤6)窄带近似法对于宽带高斯应力过程给出寿命估算结果,对其进行带宽修正;

式中α1为一阶带宽参数,α2为二阶带宽参数。