基于振动疲劳耦合分析的船艇轴系寿命预测方法

摘要

本发明公开了一种基于振动疲劳耦合分析的船艇轴系寿命预测方法，包括选择测量时间点t_i并测量船艇轴系处于该测量时间点t_i时的固有频率ω_i(对n次测量，i＝1,2,3,…,n，i为正整数)，再计算船艇轴系处于该测量时间点t_i时的预期疲劳寿命N_i，最后计算船艇轴系处于该测量时间点t_i时的剩余寿命M_i。本发明克服了现有方法的缺点，从船艇轴系模型出发，基于振动和疲劳耦合环境下对船艇轴系寿命进行计算，解决了现有技术中未涉及到对船艇轴系进行寿命计算及预测的问题，该方法易于理解，容易实现，更适于船艇轴系剩余寿命的计算及预测。

主权项

一种基于振动疲劳耦合分析的船艇轴系寿命预测方法，包括选择测量时间点t_i并测量船艇轴系处于该测量时间点t_i时的固有频率ω_i，对n次测量，i＝1,2,3,…,n，i为正整数，再计算船艇轴系处于该测量时间点t_i时的预期疲劳寿命N_i，最后计算船艇轴系处于该测量时间点t_i时的剩余寿命M_i，其特征在于：所述船艇轴系剩余寿命M_i的计算方法为：情况1：ω₀＜ω时，M_i＝N₀‑N_α；情况2：ω₀＞＞ω，且ω_n＞ω时，$\begin{array}{cc}{M}_i=N_i(1-\underset{p=1}{\overset{i}{\Sigma }}{t}_p/N_p)& i=1,2,3,...,n\end{array};$情况3：ω₀＞ω₁＞…＞ω_j‑1＞ω＞ω_j＞…＞ω_n时，令D^*＝max(1/N_j‑1,1/N_j)，$M_i=\left\{\begin{array}{cc}{N}_i\left(1-\underset{p=1}{\overset{i}{\Sigma }}{t}_p/N_p\right)& i=1,2,3,...,j-1\\ N_i\left(1-\underset{p=1}{\overset{i-1}{\Sigma }}{t}_p/N_p-D^{*}·t_i\right)& i=j\\ M_j-N_{\beta }& i=j+1,...,n\end{array}\right.;$其中：ω为船艇轴系的正弦干扰力矩频率，N₀为船艇轴系未使用时的固有频率ω₀对应的预期疲劳寿命，N_α为第i次预测时船艇轴系已使用的应力循环次数，N_p为第p次测量时间点t_p算得的船艇轴系预期疲劳寿命，N_j‑1为船艇轴系处于第j‑1次测量时间点时的固有频率ω_j‑1对应的预期疲劳寿命，N_j为船艇轴系处于第j次测量时间点时的固有频率ω_j对应的预期疲劳寿命，M_j为第j次测量时算得的船艇轴系剩余寿命，N_β为第j次测量后到第i次测量时船艇轴系已使用的应力循环次数。