利索能及
我要发布
收藏
专利号: 202211188674X
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种变速箱中间轴焊接结构多轴疲劳寿命评估方法,其特征在于,包括:构建焊接结构的有限元模型;所述有限元模型中添加有边界条件,所述边界条件包括施加到所述焊接结构上的载荷谱载荷以及中间轴约束条件,所述载荷谱载荷包括变速箱的多组档位载荷;

针对每组档位载荷,确定每组档位载荷下的焊缝结构的疲劳循环次数,包括:根据所述有限元模型绘制载荷路径曲线;

基于所述载荷路径曲线确定每个半周期下的循环路径以及有效应力范围;

基于每个半周期下的循环路径确定每个半周期下的非比例度;

根据每个半周期下的有效应力范围和非比例度,确定每个半周期下的等效应力范围;

根据所述每个半周期下的等效应力范围以及S‑N曲线确定所述焊缝结构的疲劳循环次数,所述焊缝结构的疲劳循环次数包括每个半周期下的焊缝结构的疲劳循环次数;

根据所述每组档位载荷下的焊缝结构的疲劳循环次数确定所述焊接结构的疲劳寿命。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,其中,根据所述有限元模型绘制载荷路径曲线,包括:根据所述有限元模型获得焊接结构应力;

根据所述焊接结构应力确定所述焊接结构的焊缝处法向结构应力和面内剪切结构应力;

根据所述焊缝处法向结构应力和面内剪切结构应力绘制载荷路径曲线。

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,其中,根据所述每组档位载荷下的焊缝结构的疲劳循环次数确定所述焊接结构的疲劳寿命,包括:根据每组档位载荷下的每个半周期下的焊缝结构的疲劳循环次数确定所述焊缝结构损伤程度;

根据所述焊缝结构损伤程度确定所述焊接结构的疲劳寿命。

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,其中,根据每组档位载荷下的每个半周期下的焊缝结构的疲劳循环次数确定所述焊缝结构损伤程度,包括:其中,D为焊缝结构损伤程度,Nij为第i组档位载荷的第k个半周期下的焊缝结构的疲劳循环次数,ni为台架疲劳加速试验得到的第i组档位载荷的焊缝结构的疲劳循环次数,M为载荷的组数,P为第i组档位载荷的半周期的个数。

5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,其中,基于每个所述半周期下的循环路径确定每个所述半周期下的非比例度,采用以下公式确定:其中,gNPk为第k个半周期下的非比例度, 为第k个半周期下的循环路径,(r,θ)为循环路径 中的点的极坐标,Rk为循环路径 的两个端点间距的一半。

6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,其中,根据每个所述半周期下的有效应力范围和非比例度,确定每个所述半周期下的等效应力范围,采用以下公式确定:ΔσNPk=Δσek(1+αgNPk)

其中,ΔσNPk为第k个半周期下的等效应力范围,Δσek为第k个半周期下的有效应力范围,gNPk为第k个半周期下的非比例度,α为材料敏感度系数。

7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,其中,根据所述每个半周期下的等效应力范围以及S‑N曲线确定所述焊缝结构的疲劳循环次数,采用以下公式确定:其中,Nk为第k个半周期下的焊缝结构的疲劳循环次数,Cd为常量,h为常量;ΔSNPk为第k个半周期下的多轴等效结构应力范围:其中,ΔσNPk为第k个半周期下的等效应力范围,t为焊缝结构母材板厚,m为长裂纹扩展指数,I(r)为弯曲载荷比r的无量纲函数。

8.一种变速箱中间轴焊接结构多轴疲劳寿命评估装置,其特征在于,包括:有限元模型构建模块,用于构建焊接结构的有限元模型;所述有限元模型中添加有边界条件,所述边界条件包括施加到所述焊接结构上的载荷谱载荷以及中间轴约束条件,所述载荷谱载荷包括变速箱的多组档位载荷;

疲劳循环次数确定模块,针对每组档位载荷,确定每组档位载荷下的焊缝结构的疲劳循环次数;

所述疲劳循环次数确定模块,还用于:根据所述有限元模型绘制载荷路径曲线;基于所述载荷路径曲线确定每个半周期下的循环路径以及有效应力范围;基于每个半周期下的循环路径确定每个半周期下的非比例度;根据每个半周期下的有效应力范围和非比例度,确定每个半周期下的等效应力范围;根据所述每个半周期下的等效应力范围以及S‑N曲线确定所述焊缝结构的疲劳循环次数,所述焊缝结构的疲劳循环次数包括每个半周期下的焊缝结构的疲劳循环次数;

疲劳寿命确定模块,根据所述每组档位载荷下的焊缝结构的疲劳循环次数确定所述焊接结构的疲劳寿命。

9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,以实现权利要求1‑7任意一项所述的变速箱中间轴焊接结构多轴疲劳寿命评估方法。

10.一种计算机程序产品,其特征在于,包括计算机程序/指令,所述计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1‑7任意一项所述的变速箱中间轴焊接结构多轴疲劳寿命评估方法。