本發(fā)明涉及機械零件檢測技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，本發(fā)明涉及一種機械零件疲勞壽命的檢測方法。
背景技術(shù)：
通常，機械零件如滾動軸承，其在潤滑良好，沒有雜質(zhì)進入的條件下，疲勞破壞是其損壞的主要原因。事實上，由于絕大多數(shù)機械零件都工作在循環(huán)變化的載荷下，疲勞破壞不僅是滾動軸承的主要破壞形式，疲勞破壞實際上也是通用機械零部件的主要破壞形式。根據(jù)國外的統(tǒng)計，機械零件破壞的50％-90％為疲勞破壞，而隨著機械向高溫、高速和大型化發(fā)展，機械工作應(yīng)力越來越高，工作條件越來越惡劣，疲勞破壞事故也層出不窮。
一般而言，機械零件發(fā)生疲勞破壞時，應(yīng)力水平往往遠(yuǎn)小于材料本身的屈服應(yīng)力和強度極限。機械零件的疲勞破壞往往突然發(fā)生，導(dǎo)致災(zāi)難性事故，業(yè)界迫切希望可以對機械零件的疲勞壽命進行檢測。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
鑒于上述問題，本發(fā)明實施例提供了一種部分或全部解決上述問題的機械零件疲勞壽命的檢測方法，以提前預(yù)估機械零件疲勞壽命。
為了解決上述技術(shù)問題，本申請采用如下技術(shù)方案：
根據(jù)本發(fā)明實施例的一種機械零件疲勞壽命的檢測方法，其包括：
實時獲取待測機械零件的載荷并生成載荷譜；
檢測待測機械零件的疲勞參數(shù)；
根據(jù)上述生成的待測機械零件的載荷譜和檢測得到的疲勞參數(shù)識別待測機械零件的薄弱節(jié)點以及薄弱節(jié)點對應(yīng)的應(yīng)力或應(yīng)變；
根據(jù)上述識別得到的待測機械零件的薄弱節(jié)點以及薄弱節(jié)點對應(yīng)的應(yīng)力或應(yīng)變，確定待測機械零件的疲勞壽命。
其中，所述實時獲取待測機械零件的載荷并生成載荷譜具體包括：
檢測并記錄待測機械零件的載荷時間歷程，根據(jù)待測機械零件的載荷時間歷程映射得到待測機械零件的載荷譜。
其中，所述根據(jù)待測機械零件的載荷時間歷程映射得到待測機械零件的載荷譜具體包括：
利用循環(huán)計數(shù)法對待測機械零件的載荷時間歷程進行離散化處理，得到離散的變幅值載荷譜。
其中，所述根據(jù)待測機械零件的載荷時間歷程映射得到待測機械零件的載荷譜的具體包括：
通過時域/頻域的傅里葉變換，并在頻域經(jīng)過振動合成實際載荷時間歷程，形成連續(xù)的隨機過程載荷譜。
其中，所述待測機械零件的疲勞參數(shù)包括：
循環(huán)應(yīng)力及對應(yīng)的應(yīng)變，載荷及對應(yīng)的壽命，以及疲勞極限。
其中，所述根據(jù)上述生成的待測機械零件的載荷譜和檢測得到的疲勞參數(shù)識別待測機械零件的薄弱節(jié)點以及薄弱節(jié)點對應(yīng)的應(yīng)力或應(yīng)變具體包括：
利用修正Neuber法并結(jié)合待測機械零件的循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線對待測機械零件進行彈塑性求解，得到待測部件各部位的應(yīng)變歷程，并根據(jù)設(shè)定的應(yīng)變閾值比較，識別薄弱節(jié)點，以及薄弱節(jié)點對應(yīng)的應(yīng)力或應(yīng)變。
其中，利用疲勞損傷累計規(guī)則確定待測機械零件的疲勞壽命。
其中，所述疲勞損傷累計規(guī)則具體包括：
一個應(yīng)力循環(huán)造成的損傷：D＝1/N,其中N為當(dāng)前載荷水平下的疲勞壽命；
變幅載荷下，n個應(yīng)力循環(huán)造成的損傷：其中Ni為對應(yīng)不同載荷水平的疲勞壽命；
臨界疲勞損傷值為Dc＝1。
其中，當(dāng)疲勞損傷達(dá)到臨界疲勞損傷值Dc時，檢測機械零件壽命最短的節(jié)點，則待測機械零件的疲勞壽命Nx＝t*n/525600，單位為年；
其中，n為該節(jié)點的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，t為該節(jié)點每個應(yīng)力循環(huán)的持續(xù)時長，單位為分鐘。
根據(jù)本發(fā)明實施例的一種機械零件疲勞壽命的檢測方法，通過實時獲取待測機械零件的載荷并生成載荷譜；檢測待測機械零件的疲勞參數(shù)；根據(jù)上述生成的待測機械零件的載荷譜和檢測得到的疲勞參數(shù)識別待測機械零件的薄弱節(jié)點以及薄弱節(jié)點對應(yīng)的應(yīng)力或應(yīng)變；根據(jù)上述識別得到的待測機械零件的薄弱節(jié)點以及薄弱節(jié)點對應(yīng)的應(yīng)力或應(yīng)變，確定待測機械零件的疲勞壽命，從而實現(xiàn)提前預(yù)估機械零件疲勞壽命，通用性強，可適用于滾動軸承等機械零件，檢測結(jié)果準(zhǔn)確，對機械零件的設(shè)計和實際生產(chǎn)過程具有重要的參考價值。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種機械零件疲勞壽命的檢測方法的具體實施例流程示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
參考圖1所示，該圖是根據(jù)本發(fā)明一種機械零件疲勞壽命的檢測方法的具體實施例流程示意圖。
如圖示，本實施例的機械零件疲勞壽命的檢測方法主要包括如下步驟：
步驟S1：實時獲取待測機械零件的載荷，生成載荷譜；
具體實現(xiàn)時，可首先檢測并記錄待測機械零件的載荷時間歷程，根據(jù)待測機械零件的載荷時間歷程映射得到待測機械零件的載荷譜。通過所述載荷譜，可以以清晰數(shù)學(xué)形式進行描述且能夠本質(zhì)地反映零部件所受載荷情況，便于后續(xù)對待測機械零件的薄弱節(jié)點進行識別，也便于計算機讀取和處理。
作為一個可選的實施方式，上述根據(jù)待測機械零件的載荷時間歷程映射得到待測機械零件的載荷譜的具體實現(xiàn)可采用如下方式，即：利用循環(huán)計數(shù)法對待測機械零件的載荷時間歷程進行離散化處理，得到離散的變幅值載荷譜。
另外，作為另一個可選的實施方式，上述根據(jù)待測機械零件的載荷時間歷程映射得到待測機械零件的載荷譜的具體實現(xiàn)還可以采用如下方式，即：通過時域/頻域的傅里葉變換，并在頻域經(jīng)過振動合成實際載荷時間歷程，形成連續(xù)的隨機過程載荷譜。
步驟S2：檢測待測機械零件的疲勞參數(shù)；
具體實現(xiàn)時，本實施例中待測機械零件的疲勞參數(shù)可包括循環(huán)應(yīng)力及對應(yīng)的應(yīng)變，載荷及對應(yīng)的壽命，以及疲勞極限等，實際中還可以根據(jù)實際情況確定其他疲勞參數(shù)，這里不做具體限定。
步驟S3：根據(jù)待測機械零件的載荷譜和疲勞參數(shù)識別待測機械零件的薄弱節(jié)點，以及薄弱節(jié)點對應(yīng)的應(yīng)力或應(yīng)變；
具體實現(xiàn)時，本實施例中可采用如各種方式進行識別，例如利用修正Neuber法并結(jié)合待測機械零件的循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線對待測機械零件進行彈塑性求解，得到待測部件各部位的應(yīng)變歷程，并根據(jù)設(shè)定的應(yīng)變閾值比較，識別薄弱節(jié)點，以及薄弱節(jié)點對應(yīng)的應(yīng)力或應(yīng)變。由于待測機械零件的薄弱節(jié)點是影響其疲勞壽命的本質(zhì)內(nèi)在因素，通過識別待測機械零件的薄弱節(jié)點，可以為后續(xù)計算待測機械零件的疲勞壽命提供依據(jù)，提高計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。
步驟S4：根據(jù)待測機械零件的薄弱節(jié)點，以及薄弱節(jié)點對應(yīng)的應(yīng)力或應(yīng)變，利用疲勞損傷累計規(guī)則，計算待測機械零件的疲勞壽命。
具體實現(xiàn)時，本實施例中可采用下述的疲勞損傷累計規(guī)則，即：
一個應(yīng)力循環(huán)造成的損傷：D＝1/N,其中N為當(dāng)前載荷水平下的疲勞壽命；
變幅載荷下，n個應(yīng)力循環(huán)造成的損傷：其中Ni為對應(yīng)不同載荷水平的疲勞壽命；
臨界疲勞損傷值為Dc＝1。
通過疲勞損傷累計規(guī)則，可以計算單吃應(yīng)力循環(huán)造成的損傷，以及多次應(yīng)力循環(huán)造成的累計損傷，并結(jié)合臨界疲勞值即可計算出待測機械零件的疲勞壽命。
需要說明的，本步驟S4中，當(dāng)疲勞損傷達(dá)到臨界疲勞損傷值Dc時，檢測機械零件壽命最短的節(jié)點，則待測機械零件的疲勞壽命Nx＝t*n/525600，單位為年；
其中，n為該節(jié)點的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，t為該節(jié)點每個應(yīng)力循環(huán)的持續(xù)時長，單位為分鐘。
綜上，根據(jù)上述實施例的機械零件疲勞壽命的檢測方法，通過實時獲取待測機械零件的載荷并生成載荷譜；檢測待測機械零件的疲勞參數(shù)；根據(jù)上述生成的待測機械零件的載荷譜和檢測得到的疲勞參數(shù)識別待測機械零件的薄弱節(jié)點以及薄弱節(jié)點對應(yīng)的應(yīng)力或應(yīng)變；根據(jù)上述識別得到的待測機械零件的薄弱節(jié)點以及薄弱節(jié)點對應(yīng)的應(yīng)力或應(yīng)變，確定待測機械零件的疲勞壽命，從而實現(xiàn)提前預(yù)估機械零件疲勞壽命，通用性強，可適用于滾動軸承等機械零件，檢測結(jié)果準(zhǔn)確，對機械零件的設(shè)計和實際生產(chǎn)過程具有重要的參考價值。
以上對本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案進行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實施例的原理；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實施例，在具體實施方式以及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，即應(yīng)該注意的是上述實施例對本發(fā)明進行說明而不是對本發(fā)明進行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計出替換實施例。