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龍圖騰網(wǎng)恭喜中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所申請(qǐng)的專利一種基于有限元結(jié)果的多軸疲勞壽命矩陣化計(jì)算方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN114065422B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-23發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202111340672.3，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/17；該發(fā)明授權(quán)一種基于有限元結(jié)果的多軸疲勞壽命矩陣化計(jì)算方法是由孫經(jīng)雨;錢桂安設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2021-11-12向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種基于有限元結(jié)果的多軸疲勞壽命矩陣化計(jì)算方法在說(shuō)明書(shū)摘要公布了：本發(fā)明公開(kāi)了一種基于有限元結(jié)果的多軸疲勞壽命矩陣化計(jì)算方法，基于全局三維坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變張量，利用坐標(biāo)變換和矩陣乘法計(jì)算斜面的三維坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變張量，將應(yīng)力應(yīng)變張量中的正應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)和剪應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行分類；建立應(yīng)力應(yīng)變存儲(chǔ)數(shù)組、空間離散坐標(biāo)變換數(shù)組和空間變換應(yīng)力應(yīng)變數(shù)組；分別提取空間變換應(yīng)變數(shù)組中的正應(yīng)變數(shù)據(jù)和剪應(yīng)變數(shù)據(jù)，計(jì)算所有節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最大正應(yīng)變幅值和最大剪應(yīng)變幅值；基于最大正應(yīng)變幅值和最大剪應(yīng)變幅值，以及正應(yīng)變臨界面疲勞壽命計(jì)算公式以及剪應(yīng)變臨界面疲勞壽命計(jì)算公式，求解所有節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的疲勞壽命，本發(fā)明采用矩陣運(yùn)算代替了傳統(tǒng)算法中的循環(huán)、判斷和標(biāo)量代數(shù)運(yùn)算。

本發(fā)明授權(quán)一種基于有限元結(jié)果的多軸疲勞壽命矩陣化計(jì)算方法在權(quán)利要求書(shū)中公布了：1.一種基于有限元結(jié)果的多軸疲勞壽命矩陣化計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟100、基于全局三維坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變張量，利用坐標(biāo)變換和矩陣乘法計(jì)算斜面的三維坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變張量，將應(yīng)力張量中的正應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)和剪應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行分類；在步驟100中，斜面的三維坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的應(yīng)力張量具有對(duì)稱性，采用Voigt方法獲取斜面應(yīng)力應(yīng)變的計(jì)算公式為：{σ″}＝[T]{σ}{ε″}＝[T]{ε}其中，σ為任意應(yīng)力狀態(tài)的全局坐標(biāo)xyz下的應(yīng)力張量，ε為任意應(yīng)力狀態(tài)的全局坐標(biāo)xyz下的應(yīng)變張量；[T]為6×6的坐標(biāo)變換矩陣；σ″為斜面三維坐標(biāo)下的應(yīng)力張量，且{σ″}和{σ}為采用Voigt記法6×1的列向量；ε″為斜面三維坐標(biāo)下的應(yīng)變張量，且{ε″}和{ε}為采用Voigt記法6×1的列向量；步驟200、設(shè)定斜面的應(yīng)力應(yīng)變張量的整個(gè)應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，將隨時(shí)間變化的應(yīng)力應(yīng)變存儲(chǔ)為三維數(shù)組，建立應(yīng)力應(yīng)變存儲(chǔ)數(shù)組；步驟300、將斜面三維坐標(biāo)軸的空間離散矩陣存儲(chǔ)為三維數(shù)組，建立空間離散坐標(biāo)變換數(shù)組；步驟400、將空間離散坐標(biāo)變換數(shù)組的三維數(shù)據(jù)與應(yīng)力應(yīng)變存儲(chǔ)數(shù)組的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行矩陣乘法運(yùn)算，得到空間離散后的所有斜面應(yīng)力應(yīng)變的空間變換應(yīng)力數(shù)組；步驟500、根據(jù)不同的臨界面準(zhǔn)則得到正應(yīng)變臨界面的計(jì)算公式以及剪應(yīng)變臨界面計(jì)算公式，且分別提取所述空間變換應(yīng)力應(yīng)變數(shù)組中的正應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)和剪應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)，計(jì)算所有節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最大正應(yīng)變幅值和最大剪應(yīng)變幅值；步驟600、基于最大正應(yīng)變幅值和最大剪應(yīng)變幅值，以及SWT疲勞壽命計(jì)算公式以及Fatemi-Socie疲勞壽命計(jì)算公式，求解所有節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的疲勞壽命；將計(jì)算的最大剪應(yīng)變幅值以及最大正應(yīng)變幅值，分別代入計(jì)算疲勞壽命Nf的兩個(gè)公式內(nèi)，通過(guò)牛頓法對(duì)非線性方程進(jìn)行求解，即可得到所有節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的疲勞壽命Nf；其中，計(jì)算疲勞壽命Nf分別為： 式中σn,max代表臨界面上的最大正應(yīng)力，代表正應(yīng)變幅值，σ′f為疲勞強(qiáng)度系數(shù)，E為楊氏模量，Nf為疲勞壽命，b為疲勞強(qiáng)度指數(shù)，εf′為疲勞延展系數(shù)，c為疲勞延展指數(shù)； 式中σn,max代表臨界面上的最大正應(yīng)力，k為材料參數(shù)，σy為材料的屈服應(yīng)力，代表剪應(yīng)變幅值，τ′f為剪切疲勞強(qiáng)度系數(shù)，G為剪切模量，Nf為疲勞壽命，bγ為剪切疲勞強(qiáng)度指數(shù)，γf′為剪切疲勞延展系數(shù)，cγ為剪切疲勞延展指數(shù)。

如需購(gòu)買、轉(zhuǎn)讓、實(shí)施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請(qǐng)人或?qū)＠麢?quán)人中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所，其通訊地址為：100190 北京市海淀區(qū)北四環(huán)西路15號(hào)；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。