一種計算非線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)變時間歷程的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種計算非線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)變時間歷程的方法和裝置，屬于計算仿真領(lǐng)域。本發(fā)明實施例提供的計算非線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)變時間歷程的方法和裝置，利用預(yù)先設(shè)置的載荷幅值的最大幅值和最小幅值之間設(shè)置的多個增量步，通過仿真的方式得到非線性結(jié)構(gòu)的載荷幅值在最大幅值和最小幅值之間的應(yīng)力，在某些載荷的應(yīng)力沒有通過仿真的方式得到時，可以通過插值計算的方式得到載荷的應(yīng)力，從而得到非線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)變時間歷程；插值計算的計算量相對于有限元分析的計算量來說要小很多，因此無需耗費大量的時間進行大量的有限元分析就可以得到非線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)變時間歷程。
【專利說明】一種計算非線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)變時間歷程的方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及計算仿真領(lǐng)域，特別涉及一種計算非線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)變時間歷程的方法 和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 通常的汽車襯套等由橡膠構(gòu)成的汽車部件是非線性結(jié)構(gòu)，如要對實際工況下的汽 車襯套等非線性結(jié)構(gòu)的使用壽命進行分析，則首先要獲得對非線性結(jié)構(gòu)在載荷譜下的應(yīng)變 時間歷程，而非線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)變時間歷程與所加載的載荷之間不是線性關(guān)系，而通常的情 況下，只能通過計算方法對線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)變時間歷程進行分析；其中，載荷是指非線性結(jié)構(gòu) 所受的外力。
[0003] 通常情況下，通過載荷譜借助有限元分析來獲取線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)變時間歷程的過程 是：通過一次加載載荷譜分析后獲得線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)力后進行歸一化處理，然后將歸一化處 理后得到的結(jié)果乘以結(jié)構(gòu)的載荷譜來得到該線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)變時間歷程。
[0004] 在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：
[0005] 在通常情況下獲取線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)變時間歷程的方法并不適于得到非線性結(jié)構(gòu)應(yīng) 變時間歷程，而且，非線性結(jié)構(gòu)在載荷作用下的應(yīng)變時間歷程只能通過有限元分析并得到 相應(yīng)的結(jié)果，由于載荷譜持續(xù)時間很長，既使花費大量時間，也未免能得到所需要的應(yīng)變時 間歷程。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實施例提供了一種計算非線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)變時間 歷程的方法和裝置。所述技術(shù)方案如下：
[0007] 第一方面，本發(fā)明實施例提供一種計算非線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)變時間歷程的方法，所述 方法包括：
[0008] 獲取多個循環(huán)載荷中記錄的載荷的最大幅值和最小幅值，所述循環(huán)載荷由載荷的 大小和載荷時間的關(guān)系表示，所述幅值由表示循環(huán)載荷的所述載荷時間和所述載荷大小的 關(guān)系中記錄的載荷最值減去載荷平均值得到；
[0009] 根據(jù)預(yù)先在所述載荷的最大幅值和最小幅值之間設(shè)置的多個增量步，通過仿真的 方式得到所述載荷最大幅值和最小幅值之間的所述多個增量步的應(yīng)力；
[0010] 判斷所述載荷的所述最大幅值和所述最小幅值之間的任一載荷的應(yīng)力是否在仿 真中得到，得到一判斷結(jié)果；
[0011] 若判斷結(jié)果指示所述載荷的應(yīng)力未在仿真中得到，則通過插值計算的方式得到所 述載荷的應(yīng)力；
[0012] 將得到的所述載荷的應(yīng)力記錄到預(yù)先設(shè)置的記錄所述應(yīng)變時間歷程的列表中。
[0013] 優(yōu)選地，所述獲取多個循環(huán)載荷的最大幅值和最小幅值步驟包括：
[0014] 通過對所述非線性結(jié)構(gòu)的載荷譜進行分析，將所述非線性結(jié)構(gòu)的載荷譜轉(zhuǎn)換成多 個循環(huán)載荷；
[0015] 獲取每個循環(huán)載荷中記錄的最值和平均值；
[0016] 通過獲取的最值減去平均值得到每個循環(huán)載荷的幅值；
[0017] 從得到的每個循環(huán)載荷的幅值中獲取最大幅值和最小幅值。
[0018] 優(yōu)選地，所述通過插值計算的方式，得到所述載荷的應(yīng)力步驟包括：
[0019] 利用離所述載荷最近的兩個增量步得到的應(yīng)力，通過插值計算的方式，得到所述 載荷作用下的應(yīng)力。
[0020] 優(yōu)選地，通過以下公式1對所述載荷的應(yīng)力進行計算：
[0021]

【權(quán)利要求】
1. 一種計算非線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)變時間歷程的方法，其特征在于，所述方法包括： 獲取多個循環(huán)載荷中記錄的載荷的最大幅值和最小幅值，所述循環(huán)載荷由載荷的大小 和載荷時間的關(guān)系表示，所述幅值由表示循環(huán)載荷的所述載荷時間和所述載荷大小的關(guān)系 中記錄的載荷最值減去載荷平均值得到； 根據(jù)預(yù)先在所述載荷的最大幅值和最小幅值之間設(shè)置的多個增量步，通過仿真的方式 得到所述載荷最大幅值和最小幅值之間的所述多個增量步的應(yīng)力； 判斷所述載荷的所述最大幅值和所述最小幅值之間的任一載荷的應(yīng)力是否在仿真中 得到，得到一判斷結(jié)果； 若判斷結(jié)果指示所述載荷的應(yīng)力未在仿真中得到，則通過插值計算的方式得到所述載 荷的應(yīng)力； 將得到的所述載荷的應(yīng)力記錄到預(yù)先設(shè)置的記錄所述應(yīng)變時間歷程的列表中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算非線性結(jié)構(gòu)應(yīng)變時間歷程的方法，其特征在于，所述獲 取多個循環(huán)載荷的最大幅值和最小幅值步驟包括： 通過對所述非線性結(jié)構(gòu)的載荷譜進行分析，將所述非線性結(jié)構(gòu)的載荷譜轉(zhuǎn)換成多個循 環(huán)載荷； 獲取每個循環(huán)載荷中記錄的最值和平均值； 通過獲取的最值減去平均值得到每個循環(huán)載荷的幅值； 從得到的每個循環(huán)載荷的幅值中獲取最大幅值和最小幅值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算非線性結(jié)構(gòu)應(yīng)變時間歷程的方法，其特征在于，所述通 過插值計算的方式，得到所述載荷的應(yīng)力步驟包括： 利用離所述載荷最近的兩個增量步得到的應(yīng)力，通過插值計算的方式，得到所述載荷 作用下的應(yīng)力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的計算非線性結(jié)構(gòu)應(yīng)變時間歷程的方法，其特征在于，通過以 下公式1對所述載荷的應(yīng)力進行計算：
其中，Pai)表示時間為h時的載荷，[〇 表示載荷Pai)作用下的應(yīng)力；表示 通過有限元分析的第i個增量步施加的載荷；Zj71表示通過有限元分析第i+Ι個增量步施 加的載荷；[σ Jifea表示通過有限元分析加載的應(yīng)力；[。di+1fea表示通過有限元分析 獲得的^=作用下的應(yīng)力。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算非線性結(jié)構(gòu)應(yīng)變時間歷程的方法，其特征在于，所述方 法還包括： 若判斷結(jié)果指示所述載荷的應(yīng)力已在仿真中得到，則將所述載荷的應(yīng)力記錄在所述記 錄應(yīng)變時間歷程的列表中。
6. -種計算非線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)變時間歷程的裝置，其特征在于，所述裝置包括： 獲取模塊，用于獲取多個循環(huán)載荷中記錄的載荷的最大幅值和最小幅值，所述循環(huán)載 荷由載荷的大小和載荷時間的關(guān)系表示，所述幅值由表示循環(huán)載荷的所述載荷時間和所述 載荷大小的關(guān)系中記錄的載荷最值減去載荷平均值得到； 處理模塊，用于根據(jù)預(yù)先在所述載荷的最大幅值和最小幅值之間設(shè)置的多個增量步， 通過仿真的方式得到所述載荷最大幅值和最小幅值之間的所述多個增量步的應(yīng)力； 判斷模塊，用于判斷所述載荷的所述最大幅值和所述最小幅值之間的任一載荷的應(yīng)力 是否在仿真中得到，得到一判斷結(jié)果； 計算模塊，用于若判斷結(jié)果指示所述載荷的應(yīng)力未在仿真中得到，則通過插值計算的 方式得到所述載荷的應(yīng)力； 存儲模塊，用于將得到的所述載荷的應(yīng)力記錄到預(yù)先設(shè)置的記錄所述應(yīng)變時間歷程的 列表中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算非線性結(jié)構(gòu)應(yīng)變時間歷程的裝置，其特征在于，所述獲 取模塊用于： 通過對所述非線性結(jié)構(gòu)的載荷譜進行分析，將所述非線性結(jié)構(gòu)的載荷譜轉(zhuǎn)換成多個循 環(huán)載荷； 獲取每個循環(huán)載荷中記錄的最值和平均值； 通過獲取的最值減去平均值得到每個循環(huán)載荷的幅值； 從得到的每個循環(huán)載荷的幅值中獲取最大幅值和最小幅值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算非線性結(jié)構(gòu)應(yīng)變時間歷程的裝置，其特征在于，所述計 算模塊用于： 利用離所述載荷最近的兩個增量步得到的應(yīng)力，通過插值計算的方式，得到所述載荷 作用下的應(yīng)力。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的計算非線性結(jié)構(gòu)應(yīng)變時間歷程的裝置，其特征在于，所述計 算模塊中通過以下公式1對所述載荷的應(yīng)力進行計算：
其中，Pai)表示時間為h時的載荷，[。i少表示載荷Pai)作用下的應(yīng)力；表示通 過有限元分析的第i個增量步施加的載荷；表示通過有限元分析第i+Ι個增量步施加 的載荷；[? Jifea表示通過有限元分析加載的應(yīng)力；[? 4+1^表示通過有限元分析獲 得的作用下的應(yīng)力。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算非線性結(jié)構(gòu)應(yīng)變時間歷程的裝置，其特征在于，所述存 儲模塊還用于： 若判斷結(jié)果指示所述載荷的應(yīng)力已在仿真中得到，則將所述載荷的應(yīng)力記錄在所述記 錄應(yīng)變時間歷程的列表中。
【文檔編號】G06F17/50GK104517012SQ201410822155
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】魏志剛, 陳效華 申請人:蕪湖市汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司