一种多载荷疲劳寿命约束的拓扑优化方法

摘要

本发明涉及一种多载荷疲劳寿命约束的拓扑优化方法，针对构件所受的随机振动载荷，通过有限元方法获得结构危险点位置并提取出应力时间历程；通过雨流计数法对应力时间历程进行计数处理，根据幅值进行排序并变区间分段；再根据疲劳损伤等效原理，采用Miner线性累计损伤方法，进行损伤当量折算，将区间内的载荷循环和并成一个载荷循环；随后，基于线性损伤累积准则和多轴疲劳分析原理，根基构件设计寿命要求反算出使构件发生疲劳破坏的最大应力水平，以该应力水平最为拓扑优化的约束条件，得到构件的最优结构。本发明能够高效将复杂的随机载荷下的疲劳寿命约束转化应力约束，从而在满足疲劳强度的同时实现结构的轻量化设计，有利于工程应用。