本申請(qǐng)涉及沖擊疲勞，特別是涉及一種受力零部件的疲勞壽命等效預(yù)測(cè)方法、裝置和計(jì)算機(jī)設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在電力設(shè)備系統(tǒng)等領(lǐng)域，一些關(guān)鍵受力零部件往往受到?jīng)_擊載荷作用。比如在電力設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，主觸頭等關(guān)鍵受力零部件在反復(fù)沖擊載荷作用下會(huì)產(chǎn)生疲勞損傷，當(dāng)疲勞損傷累積達(dá)到一定程度時(shí)，將導(dǎo)致零部件失效。在電力系統(tǒng)中，關(guān)鍵受力零部件需滿足百萬(wàn)次機(jī)械壽命的使用要求。如果在服役過(guò)程中關(guān)鍵受力零部件發(fā)生失效，將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于關(guān)鍵受力零部件尺寸較大，采用沖擊疲勞實(shí)驗(yàn)的方法需消耗大量的時(shí)間成本與人力成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種能夠減少成本的受力零部件的疲勞壽命等效預(yù)測(cè)方法、裝置和計(jì)算機(jī)設(shè)備。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N受力零部件的疲勞壽命等效預(yù)測(cè)方法。該方法包括：

3、采用預(yù)先確定的模型建立方式建立受力零部件的目標(biāo)有限元模型；模型建立方式是根據(jù)沖擊疲勞試樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果構(gòu)建的；

4、采用預(yù)先確定的壽命預(yù)測(cè)方式對(duì)目標(biāo)有限元模型進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè)處理，得到受力零部件的部件壽命預(yù)測(cè)結(jié)果。

5、在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述方法還包括：

6、對(duì)沖擊疲勞試樣進(jìn)行沖擊疲勞實(shí)驗(yàn)處理，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

7、基于沖擊疲勞試樣進(jìn)行沖擊疲勞仿真處理，確定仿真結(jié)果；

8、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果確定模型建立方式和壽命預(yù)測(cè)方式。

9、在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述對(duì)沖擊疲勞試樣進(jìn)行沖擊疲勞實(shí)驗(yàn)處理，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果包括：

10、根據(jù)獲取到的不同沖擊載荷的沖擊次數(shù)對(duì)沖擊疲勞試樣進(jìn)行沖擊處理，得到?jīng)_擊后的沖擊疲勞試樣；

11、根據(jù)沖擊前的沖擊疲勞試樣和沖擊后的沖擊疲勞試樣，確定沖擊疲勞試樣的損傷程度值；

12、根據(jù)損傷程度值對(duì)沖擊疲勞試樣進(jìn)行壽命預(yù)測(cè)處理，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

13、在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述損傷程度值的確定過(guò)程包括：

14、分別對(duì)沖擊前的沖擊疲勞試樣和沖擊后的沖擊疲勞試樣進(jìn)行靜態(tài)拉伸處理，得到初始屈服強(qiáng)度和沖擊后的屈服強(qiáng)度；

15、根據(jù)初始屈服強(qiáng)度和沖擊后的屈服強(qiáng)度的比值，確定損傷程度值。

16、在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述基于沖擊疲勞試樣進(jìn)行沖擊疲勞仿真處理，確定仿真結(jié)果，包括：

17、基于沖擊疲勞試樣進(jìn)行建模處理，建立實(shí)驗(yàn)有限元模型；

18、根據(jù)各沖擊載荷對(duì)應(yīng)的沖擊次數(shù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)有限元模型施加沖擊載荷，確定實(shí)驗(yàn)有限元模型的最大沖擊應(yīng)力；

19、根據(jù)最大沖擊應(yīng)力確定邊界條件；

20、將邊界條件輸入疲勞預(yù)測(cè)模型中進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè)處理，得到實(shí)驗(yàn)有限元模型的仿真結(jié)果。

21、在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述對(duì)實(shí)驗(yàn)有限元模型施加沖擊載荷，確定實(shí)驗(yàn)有限元模型的最大沖擊應(yīng)力，包括：

22、對(duì)實(shí)驗(yàn)有限元模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，得到多個(gè)網(wǎng)格單元；

23、對(duì)各網(wǎng)格單元施加沖擊載荷，得到?jīng)_擊后的實(shí)驗(yàn)有限元模型；

24、對(duì)沖擊后的實(shí)驗(yàn)有限元模型進(jìn)行力學(xué)分析計(jì)算，得到應(yīng)力分布結(jié)果；

25、對(duì)應(yīng)力分布結(jié)果進(jìn)行比較處理，得到最大沖擊應(yīng)力。

26、第二方面，本申請(qǐng)還提供了一種受力零部件的疲勞壽命等效預(yù)測(cè)裝置。該裝置包括：

27、模型建立模塊，用于采用預(yù)先確定的模型建立方式建立受力零部件的目標(biāo)有限元模型；模型建立方式是根據(jù)沖擊疲勞試樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果構(gòu)建的；

28、壽命預(yù)測(cè)模塊，用于采用預(yù)先確定的壽命預(yù)測(cè)方式對(duì)目標(biāo)有限元模型進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè)處理，得到受力零部件的部件壽命預(yù)測(cè)結(jié)果。

29、第三方面，本申請(qǐng)還提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備。該計(jì)算機(jī)設(shè)備包括存儲(chǔ)器和處理器，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)以下步驟：

30、采用預(yù)先確定的模型建立方式建立受力零部件的目標(biāo)有限元模型；模型建立方式是根據(jù)沖擊疲勞試樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果構(gòu)建的；

31、采用預(yù)先確定的壽命預(yù)測(cè)方式對(duì)目標(biāo)有限元模型進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè)處理，得到受力零部件的部件壽命預(yù)測(cè)結(jié)果。

32、第四方面，本申請(qǐng)還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)以下步驟：

33、采用預(yù)先確定的模型建立方式建立受力零部件的目標(biāo)有限元模型；模型建立方式是根據(jù)沖擊疲勞試樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果構(gòu)建的；

34、采用預(yù)先確定的壽命預(yù)測(cè)方式對(duì)目標(biāo)有限元模型進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè)處理，得到受力零部件的部件壽命預(yù)測(cè)結(jié)果。

35、第五方面，本申請(qǐng)還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)以下步驟：

36、采用預(yù)先確定的模型建立方式建立受力零部件的目標(biāo)有限元模型；模型建立方式是根據(jù)沖擊疲勞試樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果構(gòu)建的；

37、采用預(yù)先確定的壽命預(yù)測(cè)方式對(duì)目標(biāo)有限元模型進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè)處理，得到受力零部件的部件壽命預(yù)測(cè)結(jié)果。

38、上述受力零部件的疲勞壽命等效預(yù)測(cè)方法、裝置和計(jì)算機(jī)設(shè)備，通過(guò)采用預(yù)先根據(jù)沖擊疲勞試樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果構(gòu)建的模型建立方式建立受力零部件的目標(biāo)有限元模型，采用預(yù)先確定的壽命預(yù)測(cè)方式對(duì)目標(biāo)有限元模型進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè)處理，得到受力零部件的部件壽命預(yù)測(cè)結(jié)果。本申請(qǐng)通過(guò)采用有限元仿真和實(shí)驗(yàn)測(cè)量相結(jié)合的方式仿真實(shí)際零部件疲勞壽命實(shí)驗(yàn)，具有較高的預(yù)測(cè)精度的同時(shí)縮短了預(yù)測(cè)時(shí)間和人力成本。

技術(shù)特征：

1.一種受力零部件的疲勞壽命等效預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述沖擊疲勞試樣進(jìn)行沖擊疲勞實(shí)驗(yàn)處理，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)沖擊前的沖擊疲勞試樣和所述沖擊后的沖擊疲勞試樣，確定所述沖擊疲勞試樣的損傷程度值，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述沖擊疲勞試樣進(jìn)行沖擊疲勞仿真處理，確定仿真結(jié)果，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述實(shí)驗(yàn)有限元模型施加所述沖擊載荷，確定所述實(shí)驗(yàn)有限元模型的最大沖擊應(yīng)力，包括：

7.一種受力零部件的疲勞壽命等效預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述裝置包括：

8.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法的步驟。

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種受力零部件的疲勞壽命等效預(yù)測(cè)方法、裝置和計(jì)算機(jī)設(shè)備，通過(guò)采用預(yù)先根據(jù)沖擊疲勞試樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果構(gòu)建的模型建立方式建立受力零部件的目標(biāo)有限元模型，采用預(yù)先確定的壽命預(yù)測(cè)方式對(duì)目標(biāo)有限元模型進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè)處理，得到受力零部件的部件壽命預(yù)測(cè)結(jié)果。本申請(qǐng)通過(guò)采用有限元仿真和實(shí)驗(yàn)測(cè)量相結(jié)合的方式仿真實(shí)際零部件疲勞壽命實(shí)驗(yàn)，具有較高的預(yù)測(cè)精度的同時(shí)縮短了預(yù)測(cè)時(shí)間和人力成本。

技術(shù)研發(fā)人員：陳高強(qiáng),喬俊楠,史清宇,張弓,周夢(mèng)然,汪可,李剛,李戈琦,呂振威,王辰曦,劉嬌健
受保護(hù)的技術(shù)使用者：清華大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6