CN110705137A - 一种应力幅值和均值的确定方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种应力幅值和均值的确定方法以及装置，在获取到待评价对象在各个工况下的应力张量后，获取每两个不同工况下的应力张量差，并从各个应力张量差中确定最大应力张量差以及最大应力张量差对应的两种工况，并根据最大应力张量差以及最大应力张量差对应的两种工况，确定待评价对象的应力幅值及应力均值。由于每个应力张量差能够准确地表征从一种工况过渡到另一种工况时产生的应力变化，使得最大应力张量差能够准确地表征待评价对象的最大应力变量，即应力幅值，因而，根据最大应力张量差及对应工况确定的应力幅值和应力均值能够准确地表征待评价对象的最大应力幅值及均值，提高应力幅值和均值的准确性，并提高结构疲劳强度的评估准确性。

Description

一种应力幅值和均值的确定方法以及装置

技术领域

本申请涉及疲劳强度评价技术领域，尤其涉及一种应力幅值和均值的确定 方法以及装置。

背景技术

目前，通常使用Goodman方法评价疲劳强度；而且，在利用Goodman方法 进行疲劳强度评价之前需要获取待评价对象的应力幅值和均值。然而，对于多 轴疲劳评价来说，因多个工况之间的主应力方向不同而导致应力幅值和均值的 获取是十分困难的。

在现有技术中，通常使用最大主应力法和最大主应力投影法来确定应力 幅值和均值。其中，最大主应力法和最大主应力投影法均基于“最大幅值方向 就是最大主应力方向”的假设来确定应力幅值和均值，但是在实际应用中最大 幅值方向与最大主应力方向重合的概率极低(例如，当压应力绝对值远大于拉 应力时，最大幅值方向与最大主应力方向是不重合的)，如此导致利用最大主 应力法或最大主应力投影法所确定的应力幅值和均值误差较大。

发明内容

为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本申请提供一种应力幅值和均 值的确定方法以及装置，能够准确地确定出应力幅值和均值，从而能够提高对 结构疲劳强度的评估准确性。

为了实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

本申请实施例提供一种应力幅值和均值的确定方法，包括：

获取待评价对象在各个工况下的应力张量，并将每两个不同工况下的应力 张量作差，得到各个应力张量差；

从所述各个应力张量差中确定最大应力张量差；其中，所述最大应力张量 差由在第一工况下的应力张量和在第二工况下的应力张量进行作差得到；

根据所述最大应力张量差确定待评价对象的应力幅值，并根据所述在第一 工况下的应力张量和所述在第二工况下的应力张量，确定待评价对象的应力均 值。

可选的，所述从所述各个应力张量差中确定最大应力张量差，具体包括：

根据所述各个应力张量差，获取各个应力张量差的最大主应力；

根据所述各个应力张量差的最大主应力中的最大值，确定最大应力张量 差。

可选的，所述根据所述最大应力张量差确定待评价对象的应力幅值，具体 包括：

将所述最大应力张量差的最大主应力的二分之一作为待评价对象的应力 幅值。

可选的，所述根据所述在第一工况下的应力张量和所述在第二工况下的应 力张量，确定待评价对象的应力均值，具体包括：

根据所述在第一工况下的应力张量和所述在第二工况下的应力张量，得到 目标张量和；

根据所述目标张量和，确定待评价对象的应力均值。

可选的，所述根据所述目标张量和，确定待评价对象的应力均值，具体包 括：

将所述目标张量和在应力幅值方向上应力分量的二分之一作为待评价对 象的应力均值；其中，所述应力幅值方向为最大应力张量差的最大主应力方向。

可选的，所述目标张量和在应力幅值方向上应力分量，具体为：

式中，

为目标张量和在应力幅值方向上分量；

为目标张量和在x 轴方向的应力分量；

为目标张量和在y轴方向的应力分量；

为目标张 量和在z轴方向的应力分量；

为目标张量和在x＝y方向上的应力分量；

为目标张量和在y＝z方向上的应力分量；为目标张量和在z＝x方向上的应 力分量；l为最大应力张量差的最大主应力方向与x轴的夹角余弦值；m为最 大应力张量差的最大主应力方向与y轴的夹角余弦值；n为最大应力张量差的 最大主应力方向与z轴的夹角余弦值。

可选的，所述根据所述在第一工况下的应力张量和所述在第二工况下的应 力张量，得到目标张量和，具体为：

σ^A+B＝σ^A+σ^B

式中，σ^A+B为目标张量和；σ^A为在第一工况下的应力张量；σ^B为在第二 工况下的应力张量。

可选的，所述获取待评价对象在各个工况下的应力张量，具体包括：

利用有限元计算方法，获取待评价对象在各个工况下的应力张量。

可选的，还包括：

根据所述待评价对象的应力幅值和应力平均值，绘制古德曼图，以便根据 所述古德曼图进行疲劳强度的评价。

本申请实施例还提供了一种应力幅值和均值的确定装置，包括：

张量获取单元，用于获取待评价对象在各个工况下的应力张量，并将每两 个不同工况下的应力张量作差，得到各个应力张量差；

第一确定单元，用于从所述各个应力张量差中确定最大应力张量差；其中， 所述最大应力张量差由在第一工况下的应力张量和在第二工况下的应力张量 进行作差得到；

第二确定单元，用于根据所述最大应力张量差确定待评价对象的应力幅 值，并根据所述在第一工况下的应力张量和所述在第二工况下的应力张量，确 定待评价对象的应力均值。

与现有技术相比，本申请实施例至少具有以下优点：

本申请实施例提供的应力幅值和均值的确定方法，在获取到待评价对象在 各个工况下的应力张量后，先将每两个不同工况下的应力张量作差，得到各个 应力张量差，再从各个应力张量差中确定最大应力张量差以及该最大应力张量 差所对应的第一工况和第二工况，以便根据该最大应力张量差确定待评价对象 的应力幅值，并根据在第一工况下的应力张量和在第二工况下的应力张量，确 定待评价对象的应力均值。其中，由于每个应力张量差能够准确地表征在从一 种工况过渡到另一种工况时所产生的应力变化，因而，当从所有应力张量差中 筛选出最大应力张量差时，该最大应力张量差能够准确地表征待评价对象的最 大应力变量，即应力幅值，。如此，根据最大应力张量差所确定的应力幅值能 够准确地表征待评价对象的最大应力幅值，且根据该最大应力张量差对应的在 第一工况下的应力张量和所述在第二工况下的应力张量所确定的应力均值能 够准确地表征待评价对象的最大应力均值，使得待评价对象的应力幅值和应力 均值更接近于实际应力幅值和实际应力均值，提高应力幅值和均值的准确性， 从而能够提高对结构疲劳强度的评估准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的应力幅值和均值的确定方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一个等效单元的疲劳强度评价对比图；

图3为本申请实施例提供的应力幅值和均值的确定装置的结构示意图。

具体实施方式

目前，通常使用最大主应力法和最大主应力投影法来确定应力幅值和均 值。下面分别介绍这两种方法。

最大主应力法确定应力幅值和应力均值的具体过程为：获取待评价对象在 所有工况下的应力最大值σ_max与应力最小值σ_min，以便根据公式(1)确定待评 价对象的应力幅值，以及根据公式(2)确定待评价对象的应力均值。

式中，σ_a为待评价对象的应力幅值；σ_m为待评价对象的应力均值；σ_max为 待评价对象在所有工况下的应力最大值；σ_min为待评价对象在所有工况下的应 力最小值。

最大主应力投影法确定应力幅值和应力均值的具体过程为：首先，获取待 评价对象在所有工况下的应力最大值σ_max，并将σ_max的应力方向作为应力幅值 方向；其次，将待评价对象在所有工况下的应力向该应力幅值方向投影，并选 择最小的投影值作为应力最小值σ_min；最后，根据公式(1)确定待评价对象 的应力幅值，以及根据公式(2)确定待评价对象的应力均值。

基于上述提供的两种确定应力幅值和均值的方法，发明人经过研究发现， 上述两种确定应力幅值和均值的方法存在以下问题：

由于最大主应力法是将应力最大值σ_max与应力最小值σ_min作为标量进行加 减的，但是在实际中应力最大值σ_max的方向与应力最小值σ_min的方向是不相同 的，使得应力最大值σ_max的方向与应力最小值σ_min的方向之间存在夹角，因而， 根据公式(1)和(2)所确定的应力幅值和应力均值是存在误差的，而且，该 误差会随着应力最大值σ_max的方向与应力最小值σ_min的方向之间夹角的变化而 发生改变，且当应力最大值σ_max的方向与应力最小值σ_min的方向之间夹角为 90°时，该误差达到最大。例如，对于一个简支梁来说，载荷的变化使得梁的 下表面的拉应力在100MPa和90MPa之间徘徊，由此可知该两个工况的应力幅 值是5MPa；但是在利用最大主应力法确定应力幅值时，由于应力最大值为 100MPa且应力最小值为0MPa，因而，利用最大主应力法确定的应力幅值为 50MPa，如此使得利用最大主应力法确定的应力幅值高于实际应力幅值，此时， 在根据基于最大主应力法确定的应力幅值进行疲劳强度评价时，所得的评价结 果比较保守。

另外，由于最大主应力法和最大主应力投影法均是基于“最大幅值方向就 是最大主应力方向”的假设来确定应力幅值和均值的，但是在实际应用中最大 幅值方向与最大主应力方向重合的概率极低(例如，当压应力绝对值远大于拉 应力时，最大幅值方向与最大主应力方向是不重合的)，从而导致利用最大主 应力法或最大主应力投影法所确定的应力幅值和均值误差较大。

此外，当利用投影法确定应力幅值和均值时，因在投影法中通常会忽略待 评价对象主要应力特征，从而导致利用投影法所确定的应力幅值和均值误差较 大，此时，在根据基于最大主应力投影法确定的应力幅值进行疲劳强度评价时， 所得的评价结果比较冒险。

为了解决上述两种确定应力幅值和均值的方法所存在的技术问题，本申请 实施例基于应力张量提供了一种的应力幅值和均值的确定方法，在该方法中， 在获取到待评价对象在各个工况下的应力张量后，先将每两个不同工况下的应 力张量作差，得到各个应力张量差，再从各个应力张量差中确定最大应力张量 差以及该最大应力张量差所对应的第一工况和第二工况，以便根据该最大应力 张量差确定待评价对象的应力幅值，并根据在第一工况下的应力张量和在第二 工况下的应力张量，确定待评价对象的应力均值。其中，由于每个应力张量差 能够准确地表征在从一种工况过渡到另一种工况时所产生的应力变化，因而， 当从所有应力张量差中筛选出最大应力张量差时，该最大应力张量差能够准确地表征待评价对象的最大应力变量，即应力幅值，。如此，根据最大应力张量 差所确定的应力幅值能够准确地表征待评价对象的最大应力幅值，且根据该最 大应力张量差对应的在第一工况下的应力张量和所述在第二工况下的应力张 量所确定的应力均值能够准确地表征待评价对象的最大应力均值，使得待评价 对象的应力幅值和应力均值更接近于实际应力幅值和实际应力均值，提高应力 幅值和均值的准确性，从而能够提高对结构疲劳强度的评估准确性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施 例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中 的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本发明保护的范围。

方法实施例

参见图1，该图为本申请实施例提供的应力幅值和均值的确定方法的流程 图。

本申请实施例提供的应力幅值和均值的确定方法，包括步骤S1-S5：

S1：获取待评价对象在各个工况下的应力张量。

待评价对象用于表示需要进行疲劳强度评价的对象；而且，本申请实施例 不限定待评价对象的具体实施方式，例如，待评价对象可以包括车辆，也可以 包括车辆中的至少一个部件，也可以包括在对结构进行有限元计算时所获得的 至少一个等效单元。

需要说明的是，对于每个部件(或每个等效单元)来说，均可以采用相同 的方法进行应力幅值和均值的确定。因而，为了便于理解和解释本申请实施例 提供的应力幅值和均值的确定方法，后续步骤中均将以待评价对象包括车辆中 的一个部件(或一个等效单元)为例进行说明。

工况是指车辆行驶状况以及其他类型状况，本申请对此不做具体限定。例 如，工况可以包括：刹车、左转、直行等。

应力张量用于记录待评价对象在一种工况下的多轴应力状态数据或单轴 应力状态数据。

作为一种实施方式，为了能够提高应力幅值和均值的准确性，本申请实施 例还提供了步骤S1的一种具体实施方式，在该实施方式中，S1具体包括：利用 有限元计算方法，获取待评价对象在各个工况下的应力张量。

本申请实施例不限定有限元计算方法的具体实施方式，可以采用任一种现 有或未来出现的有限元计算方法来获取待评价对象在各个工况下的应力张量。

在本申请实施例中，先需要将结构(例如，车辆或部件等的结构)服役过 程中的所有可能的工况，抽象成N种载荷和约束的组合；再基于该N种载荷和 约束的组合对该结构进行有限元计算，以便得到待评价对象(例如，该待评价 对象可以包括至少一个等效单元)在各个工况下的应力张量。其中，N为正整 数，且N≥1。

以上为步骤S1的具体实施方式。

S2：将每两个不同工况下的应力张量作差，得到各个应力张量差。

应力张量差用于表示在从一种工况过渡到另一种工况时所产生的应力变 化。

作为一种实施方式，当存在M种工况时，则S2具体为：利用公式(3)，将 每个工况下的应力张量与其他工况下的应力张量作差，得到M*(M-1)个应力 张量差。

σ^i-j＝σⁱ-σ^j (3)

式中，σ^i-j表示在第i个工况下的应力张量与在第j个工况下的应力张量之 间的应力张量差；σⁱ为第i个工况下的应力张量；σ^j为在第j个工况下的应力张 量。

在本申请实施例中，通常需要将每个工况下的应力张量与其他工况下的应 力张量进行作差，以便获得从每一工况过渡到其他工况时的应力变化，以便后 续能够根据每一工况过渡到其他工况时的应力变化，准确地确定出待评价对象 的最大应力变量，即应力幅值，。

S3：从各个应力张量差中确定最大应力张量差。

其中，最大应力张量差由在第一工况下的应力张量和在第二工况下的应力 张量进行作差得到。

在本申请实施例中，可以通过比较每个应力张量差的最大主应力来确定最 大应力张量差，因而，本申请实施例提供了步骤S3的一种实施方式，在该实施 方式中，S3具体包括步骤S31-S32：

S31：根据各个应力张量差，获取各个应力张量差的最大主应力。

本申请实施例不限定根据应力张量差确定该应力张量差的最大主应力的 计算过程，可以采用现有或未来出现的任一种能够根据应力张量差确定该应力 张量差的最大主应力的计算方法来执行步骤S31。

S32：根据各个应力张量差的最大主应力中的最大值，确定最大应力张量 差。

在本申请实施例中，先从各个应力张量差的最大主应力中筛选出最大值， 并将该最大值所对应的应力张量差作为最大应力张量差。

作为示例，当在步骤S31中得到第1个应力张量差的最大主应力至第T个应 力张量差的最大主应力，且第Y个应力张量差的最大主应力大于除了第Y个应 力张量差的最大主应力以外的其他任一应力张量差的最大主应力时，则步骤 S32具体可以为：从第1个应力张量差的最大主应力、第2个应力张量差的最大 主应力、……、和第T个应力张量差的最大主应力中进行最大值筛选，得到第 Y个应力张量差的最大主应力，并将第Y个应力张量差确定为最大应力张量差。

以上为步骤S3的具体实施方式。

S4：根据最大应力张量差确定待评价对象的应力幅值。

在本申请实施例中，由于最大应力张量差能够准确地表征待评价对象的最 大应力变量，即应力幅值，因而，根据最大应力张量差所确定的应力幅值能够 准确地表征待评价对象的最大应力幅值，使得根据最大应力张量差所确定的应 力幅值更接近于实际应力幅值，如此提高了应力幅值的准确性。

作为一种实施方式，步骤S4具体可以为：将最大应力张量差的最大主应力 的二分之一作为待评价对象的应力幅值。

在本申请实施例中，应力幅值方向就是最大应力张量差的最大主应力的方 向。

S5：根据在第一工况下的应力张量和在第二工况下的应力张量，确定待评 价对象的应力均值。

在本申请实施例中，由于最大应力张量差是由在第一工况下的应力张量和 在第二工况下的应力张量进行作差得到的，因而，根据在第一工况下的应力张 量和所述在第二工况下的应力张量所确定的应力均值能够准确地表征待评价 对象的最大应力均值，使得根据在第一工况下的应力张量和所述在第二工况下 的应力张量所确定的应力均值更接近于实际应力均值，如此提高了应力均值的 准确性。

作为一种实施方式，S5具体可以包括步骤S51-S52：

S51：根据在第一工况下的应力张量和所述在第二工况下的应力张量，得 到目标张量和。

作为一种实施方式，S51具体可以为：根据在第一工况下的应力张量和所 述在第二工况下的应力张量，利用公式(4)，得到目标张量和。

σ^A+B＝σ^A+σ^B (4)

式中，σ^A+B为目标张量和；σ^A为在第一工况下的应力张量；σ^B为在第二 工况下的应力张量。

S52：根据目标张量和，确定待评价对象的应力均值。

作为一种实施方式，可以根据目标张量和在应力幅值方向的应力分量确定 待评价对象的应力均值，因而，本申请实施例提供了步骤S52的一种实施方式， 在该实施方式中，步骤S52具体可以为：将目标张量和在应力幅值方向上应力 分量的二分之一作为待评价对象的应力均值。

其中，应力幅值方向为最大应力张量差的最大主应力方向。

另外，目标张量和在应力幅值方向上应力分量，可以利用公式(5)确定， 且公式(5)具体为：

式中，

为目标张量和在应力幅值方向上分量；

为目标张量和在x 轴方向的应力分量；

为目标张量和在y轴方向的应力分量；

为目标张 量和在z轴方向的应力分量；

为目标张量和在x＝y方向上的应力分量；

为目标张量和在y＝z方向上的应力分量；

为目标张量和在z＝x方向上的应力 分量；l为最大应力张量差的最大主应力方向(也就是，应力幅值方向)与x轴 的夹角余弦值；m为最大应力张量差的最大主应力方向(也就是，应力幅值方 向)与y轴的夹角余弦值；n为最大应力张量差的最大主应力方向(也就是，应 力幅值方向)与z轴的夹角余弦值。

在本申请实施例中，目标张量和在应力幅值方向上应力分量σ_s ^A+B的二分之 一能够准确地表征待评价对象的最大应力均值，使得确定的应力均值更接近于 实际应力均值，如此提高了应力均值的准确性。

以上为步骤S5的具体实施方式。

需要说明的是，本申请实施例不限定步骤S4和S5的执行顺序，可以依次执 行步骤S4和S5，也可以依次执行步骤S5和S4，还可以同时执行步骤S4和S5。

另外，在本申请实施例中，在确定了待评价对象的应力幅值和应力平均值 之后，还可以根据待评价对象的应力幅值和应力平均值进行疲劳强度的评价。 因而，本申请实施例还提供了应力幅值和均值的确定方法的另一种实施方式， 在该实施方式中，应力幅值和均值的确定方法除了包括步骤S1-S5以外，还包 括步骤S6：

S6：根据待评价对象的应力幅值和应力平均值，绘制古德曼图，以便根据 所述古德曼图进行疲劳强度的评价。

古德曼图就是Goodman图，而且，古德曼图用于进行疲劳强度的评价。

为了便于理解和解释S6，下面结合示例进行说明。

作为示例，假设待评价对象包括通过对结构进行有限元计算所获得的至少 一个等效单元时，则S6具体可以为：将至少一个等效单元的应力幅值和应力平 均值绘制于Goodman图中，以便根据Goodman图进行疲劳强度的评价。

此外，为了能够证明本申请实施例提供的应力幅值和均值的确定方法的准 确性，如图2所示，本申请实施例还提供了一个等效单元的疲劳强度评价对比 图，该图能够有效地证明：最大主应力法确定的应力幅值和应力均值过于保守， 而且，最大主应力投影法(最小主应力投影)以及最大主应力投影法(全应力 投影)确定的应力幅值和应力均值均过于冒险，只有本申请实施例提供的应力 幅值和均值的确定方法)所确定的应力幅值和均值更接近于实际的应力幅值和 均值。由此可知，本申请实施例提供的应力幅值和均值的确定方法能够准确地 确定应力幅值和应力均值，以便后续在根据该应力幅值和应力均值进行疲劳强 度评价时能够准确地获得待评价对象的疲劳强度结果，提高了结构疲劳强度的 评估准确性。

以上为方法实施例提供的应力幅值和均值的确定方法的具体实施方式，在 该实施方式中，在获取到待评价对象在各个工况下的应力张量后，先将每两个 不同工况下的应力张量作差，得到各个应力张量差，再从各个应力张量差中确 定最大应力张量差以及该最大应力张量差所对应的第一工况和第二工况，以便 根据该最大应力张量差确定待评价对象的应力幅值，并根据在第一工况下的应 力张量和在第二工况下的应力张量，确定待评价对象的应力均值。其中，由于 每个应力张量差能够准确地表征在从一种工况过渡到另一种工况时所产生的 应力变化，因而，当从所有应力张量差中筛选出最大应力张量差时，该最大应 力张量差能够准确地表征待评价对象的最大应力变量，即应力幅值，。如此， 根据最大应力张量差所确定的应力幅值能够准确地表征待评价对象的最大应 力幅值，且根据该最大应力张量差对应的在第一工况下的应力张量和所述在第 二工况下的应力张量所确定的应力均值能够准确地表征待评价对象的最大应 力均值，使得能够准确地确定应力幅值和均值，从而能够提高结构疲劳强度的 评估准确性。

基于上述方法实施例提供的应力幅值和均值的确定方法，本申请实施例还 提供了一种应力幅值和均值的确定装置，下面结合附图进行解释和说明。

装置实施例

装置实施例提供的应力幅值和均值的确定装置的技术详情请参照上述方 法实施例。

参见图3，该图为本申请实施例提供的应力幅值和均值的确定装置的结构 示意图。

本申请实施例提供的应力幅值和均值的确定装置30，包括：

张量获取单元31，用于获取待评价对象在各个工况下的应力张量，并将每 两个不同工况下的应力张量作差，得到各个应力张量差；

第一确定单元32，用于从所述各个应力张量差中确定最大应力张量差；其 中，所述最大应力张量差由在第一工况下的应力张量和在第二工况下的应力张 量进行作差得到；

第二确定单元33，用于根据所述最大应力张量差确定待评价对象的应力幅 值，并根据所述在第一工况下的应力张量和所述在第二工况下的应力张量，确 定待评价对象的应力均值。

作为一种实施方式，为了提高应力幅值和均值的准确性，所述张量获取单 元31，具体包括：

第一获取子单元，用于根据所述各个应力张量差，获取各个应力张量差的 最大主应力；

第一确定子单元，用于根据所述各个应力张量差的最大主应力中的最大 值，确定最大应力张量差。

作为一种实施方式，为了提高应力幅值和均值的准确性，所述第二确定单 元33，具体包括：

第二确定子单元，用于将所述最大应力张量差的最大主应力的二分之一作 为待评价对象的应力幅值。

作为一种实施方式，为了提高应力幅值和均值的准确性，所述第二确定单 元33，具体包括：

第三确定子单元，用于根据所述在第一工况下的应力张量和所述在第二工 况下的应力张量，得到目标张量和；

第四确定子单元，用于根据所述目标张量和，确定待评价对象的应力均值。

作为一种实施方式，为了提高应力幅值和均值的准确性，所述第四确定子 单元，具体用于：

将所述目标张量和在应力幅值方向上应力分量的二分之一作为待评价对 象的应力均值；其中，所述应力幅值方向为最大应力张量差的最大主应力方向。

作为一种实施方式，为了提高应力幅值和均值的准确性，所述目标张量和 在应力幅值方向上应力分量，具体为：

式中，

为目标张量和在应力幅值方向上分量；

为目标张量和在x 轴方向的应力分量；

为目标张量和在y轴方向的应力分量；

为目标张 量和在z轴方向的应力分量；

为目标张量和在x＝y方向上的应力分量；

为目标张量和在y＝z方向上的应力分量；

为目标张量和在z＝x方向上的应 力分量；l为最大应力张量差的最大主应力方向与x轴的夹角余弦值；m为最 大应力张量差的最大主应力方向与y轴的夹角余弦值；n为最大应力张量差的 最大主应力方向与z轴的夹角余弦值。

作为一种实施方式，为了提高应力幅值和均值的准确性，所述第三确定子 单元，具体为：

σ^A+B＝σ^A+σ^B

式中，σ^A+B为目标张量和；σ^A为在第一工况下的应力张量；σ^B为在第二 工况下的应力张量。

作为一种实施方式，为了提高应力幅值和均值的准确性，所述张量获取单 元31，具体用于：

利用有限元计算方法，获取待评价对象在各个工况下的应力张量。

作为一种实施方式，为了提高应力幅值和均值的准确性，所述装置30还 包括：

绘制单元，用于根据所述待评价对象的应力幅值和应力平均值，绘制古德 曼图，以便根据所述古德曼图进行疲劳强度的评价。

以上为本申请实施例提供的应力幅值和均值的确定装置30的具体实施方 式，在该实施方式中，在获取到待评价对象在各个工况下的应力张量后，先将 每两个不同工况下的应力张量作差，得到各个应力张量差，再从各个应力张量 差中确定最大应力张量差以及该最大应力张量差所对应的第一工况和第二工 况，以便根据该最大应力张量差确定待评价对象的应力幅值，并根据在第一工 况下的应力张量和在第二工况下的应力张量，确定待评价对象的应力均值。其 中，由于每个应力张量差能够准确地表征在从一种工况过渡到另一种工况时所 产生的应力变化，因而，当从所有应力张量差中筛选出最大应力张量差时，该 最大应力张量差能够准确地表征待评价对象的最大应力变量，即应力幅值，。 如此，根据最大应力张量差所确定的应力幅值能够准确地表征待评价对象的最 大应力幅值，且根据该最大应力张量差对应的在第一工况下的应力张量和所述 在第二工况下的应力张量所确定的应力均值能够准确地表征待评价对象的最 大应力均值，使得待评价对象的应力幅值和应力均值更接近于实际应力幅值和 实际应力均值，提高应力幅值和均值的准确性，从而能够提高结构疲劳强度的 评估准确性。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个” 是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存 在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在 A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联 对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项 中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c 中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a 和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的 限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何 熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述 揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改 为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本 发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属 于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种应力幅值和均值的确定方法，其特征在于，包括：

获取待评价对象在各个工况下的应力张量，并将每两个不同工况下的应力张量作差，得到各个应力张量差；

从所述各个应力张量差中确定最大应力张量差；其中，所述最大应力张量差由在第一工况下的应力张量和在第二工况下的应力张量进行作差得到；

根据所述最大应力张量差确定待评价对象的应力幅值，并根据所述在第一工况下的应力张量和所述在第二工况下的应力张量，确定待评价对象的应力均值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述各个应力张量差中确定最大应力张量差，具体包括：

根据所述各个应力张量差，获取各个应力张量差的最大主应力；

根据所述各个应力张量差的最大主应力中的最大值，确定最大应力张量差。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述最大应力张量差确定待评价对象的应力幅值，具体包括：

将所述最大应力张量差的最大主应力的二分之一作为待评价对象的应力幅值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述在第一工况下的应力张量和所述在第二工况下的应力张量，确定待评价对象的应力均值，具体包括：

根据所述在第一工况下的应力张量和所述在第二工况下的应力张量，得到目标张量和；

根据所述目标张量和，确定待评价对象的应力均值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标张量和，确定待评价对象的应力均值，具体包括：

将所述目标张量和在应力幅值方向上应力分量的二分之一作为待评价对象的应力均值；其中，所述应力幅值方向为最大应力张量差的最大主应力方向。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述目标张量和在应力幅值方向上应力分量，具体为：

式中，

为目标张量和在应力幅值方向上分量；

为目标张量和在x轴方向的应力分量；为目标张量和在y轴方向的应力分量；

为目标张量和在z轴方向的应力分量；

为目标张量和在x＝y方向上的应力分量；

为目标张量和在y＝z方向上的应力分量；

为目标张量和在z＝x方向上的应力分量；l为最大应力张量差的最大主应力方向与x轴的夹角余弦值；m为最大应力张量差的最大主应力方向与y轴的夹角余弦值；n为最大应力张量差的最大主应力方向与z轴的夹角余弦值。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述在第一工况下的应力张量和所述在第二工况下的应力张量，得到目标张量和，具体为：

σ^A+B＝σ^A+σ^B

式中，σ^A+B为目标张量和；σ^A为在第一工况下的应力张量；σ^B为在第二工况下的应力张量。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待评价对象在各个工况下的应力张量，具体包括：

利用有限元计算方法，获取待评价对象在各个工况下的应力张量。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述待评价对象的应力幅值和应力平均值，绘制古德曼图，以便根据所述古德曼图进行疲劳强度的评价。

10.一种应力幅值和均值的确定装置，其特征在于，包括：

张量获取单元，用于获取待评价对象在各个工况下的应力张量，并将每两个不同工况下的应力张量作差，得到各个应力张量差；

第一确定单元，用于从所述各个应力张量差中确定最大应力张量差；其中，所述最大应力张量差由在第一工况下的应力张量和在第二工况下的应力张量进行作差得到；

第二确定单元，用于根据所述最大应力张量差确定待评价对象的应力幅值，并根据所述在第一工况下的应力张量和所述在第二工况下的应力张量，确定待评价对象的应力均值。

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