一种高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试方法及系统

本发明涉及载荷疲劳性能测试，具体而言，涉及一种高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试方法及系统。

背景技术：

1、针对高强度螺栓在实际工况下同时承受轴向、横向、扭转等多类复合载荷作用，现有测试方案多仅针对单一载荷单独测试，未考虑不同载荷间的耦合作用对疲劳损伤发展的影响，容易导致测试结果与实际工况下的螺栓疲劳性能存在偏差。

2、因此，有必要设计一种高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试方法及系统用以解决当前技术中存在的问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试方法及系统，旨在解决当前技术中未考虑不同载荷间耦合作用对螺栓疲劳损伤的影响，导致测试结果与实际性能偏差较大的技术问题。

2、本发明提出了一种高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试系统，包括：

3、载荷信息获取模块，用于获取待测高强度螺栓在复合载荷作用过程中的载荷响应数据，并根据所述载荷响应数据提取表征不同载荷相互作用关系的复合载荷耦合特征；

4、状态评估模块，用于基于所述复合载荷耦合特征生成疲劳状态评估结果；

5、递进验证模块，用于在所述疲劳状态评估结果满足预设条件时，对后续n个检测周期的数据进行递进验证；

6、失效确认模块，用于根据递进验证结果确定所述待测高强度螺栓的疲劳损伤等级，并根据所述疲劳损伤等级输出复合载荷疲劳性能评价结果。

7、进一步地，所述载荷响应数据包括轴向载荷响应数据、横向载荷响应数据、扭转载荷响应数据和对应的变形响应数据。

8、进一步地，所述复合载荷耦合特征包括载荷同步变化特征、载荷波动关联特征和变形响应一致性特征。

9、进一步地，基于所述复合载荷耦合特征生成疲劳状态评估结果时，包括：

10、分别对所述载荷同步变化特征、载荷波动关联特征和变形响应一致性特征进行量化处理，得到对应的特征评价值；

11、根据各所述特征评价值计算复合载荷耦合指数；

12、将当前检测周期的复合载荷耦合指数与基准检测周期对应的复合载荷耦合指数进行比较，得到耦合偏离量；

13、根据所述耦合偏离量确定疲劳状态变化程度，并生成对应的疲劳状态评估结果。

14、进一步地，根据所述耦合偏离量确定疲劳状态变化程度，并生成对应的疲劳状态评估结果时，包括：

15、获取对应的偏离量等级区间；

16、判断所述耦合偏离量所在的偏离量等级区间，获得对应的状态变化等级；

17、结合当前检测周期之前连续m个检测周期对应的状态变化等级，计算状态变化累计值；

18、根据所述状态变化累计值确定疲劳状态变化程度，并生成对应的疲劳状态评估结果。

19、进一步地，判断所述疲劳状态评估结果是否满足所述预设条件时，包括：

20、获取当前检测周期对应的疲劳状态变化程度以及历史连续k个检测周期对应的历史疲劳状态变化程度；

21、对所述当前检测周期的疲劳状态变化程度进行映射，得到当前状态特征值；

22、计算当前状态等级与历史连续k个检测周期对应的历史状态特征值之间的一致性参数；

23、当所述一致性参数达到一致性阈值时，判定所述疲劳状态评估结果满足所述预设条件，并触发所述递进验证模块执行后续n个检测周期的递进验证。

24、进一步地，对后续n个检测周期的数据进行递进验证时，包括：

25、对后续第i个检测周期的载荷响应数据进行获取，并提取对应的复合载荷耦合特征，得到第i检测周期的耦合特征参数，其中i=1,2,…,n；

26、基于所述第i检测周期的耦合特征参数生成对应的第i疲劳状态评估结果，并判断所述第i疲劳状态评估结果是否满足预设疲劳状态条件；

27、当满足条件的检测周期数量达到第一预设阈值时，判定递进验证进入有效验证阶段，并持续统计满足条件的检测周期数量；

28、当满足条件的检测周期数量达到第二预设阈值时，判定递进验证结果为疲劳损伤确认结果；

29、当满足条件的检测周期数量未达到第一预设阈值时，判定递进验证结果为非损伤状态，并停止后续损伤统计。

30、进一步地，根据递进验证结果确定所述待测高强度螺栓的疲劳损伤等级时，包括：

31、当递进验证结果为疲劳损伤确认结果时，结合后续m个检测周期对应的疲劳状态评估结果的变化趋势，计算疲劳损伤累计值；

32、根据所述疲劳损伤累计值与预设损伤等级区间进行比较，确定所述待测高强度螺栓的疲劳损伤等级；

33、当递进验证结果为非损伤状态时，判定所述待测高强度螺栓的疲劳损伤等级为无损伤等级。

34、进一步地，根据所述疲劳损伤等级输出复合载荷疲劳性能评价结果，包括：

35、将所述疲劳损伤等级映射为对应的复合载荷疲劳性能评价等级或指标；

36、生成所述复合载荷疲劳性能评价结果的输出报告，包括疲劳损伤等级、复合载荷耦合特征分析结果以及疲劳状态变化趋势信息；

37、将所述复合载荷疲劳性能评价结果通过显示模块或数据接口输出，用于后续分析、维护或设计改进。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过提取不同载荷间的耦合特征，充分考虑了实际工况中多类载荷耦合作用对高强度螺栓疲劳损伤发展的影响，能够更贴合实际工况反映螺栓的真实疲劳状态，有效提升了测试结果与实际疲劳性能的契合度；同时通过递进验证的方式对初步评估的疲劳状态进行多周期确认，避免了单次检测误差导致的损伤误判，能够有效提高疲劳损伤判定的准确性，得到更精准的复合载荷疲劳性能评价结果，可为高强度螺栓的性能设计、工况维护提供可靠的数据支撑。

39、另一个方面，本发明还提出了一种高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试方法，包括以下步骤：

40、获取待测高强度螺栓在复合载荷作用过程中的载荷响应数据，并根据所述载荷响应数据提取表征不同载荷相互作用关系的复合载荷耦合特征；

41、基于所述复合载荷耦合特征生成疲劳状态评估结果；

42、在所述疲劳状态评估结果满足预设条件时，对后续n个检测周期的数据进行递进验证；

43、根据递进验证结果确定所述待测高强度螺栓的疲劳损伤等级，并根据所述疲劳损伤等级输出复合载荷疲劳性能评价结果。

44、可以理解的是，上述高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试方法及系统具备相同的有益效果，在此不再赘述。

1.一种高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试系统，其特征在于，所述载荷响应数据包括轴向载荷响应数据、横向载荷响应数据、扭转载荷响应数据和对应的变形响应数据。

3.根据权利要求2所述的高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试系统，其特征在于，所述复合载荷耦合特征包括载荷同步变化特征、载荷波动关联特征和变形响应一致性特征。

4.根据权利要求3所述的高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试系统，其特征在于，基于所述复合载荷耦合特征生成疲劳状态评估结果时，包括：

5.根据权利要求4所述的高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试系统，其特征在于，根据所述耦合偏离量确定疲劳状态变化程度，并生成对应的疲劳状态评估结果时，包括：

6.根据权利要求5所述的高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试系统，其特征在于，判断所述疲劳状态评估结果是否满足所述预设条件时，包括：

7.根据权利要求6所述的高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试系统，其特征在于，对后续n个检测周期的数据进行递进验证时，包括：

8.根据权利要求7所述的高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试系统，其特征在于，根据递进验证结果确定所述待测高强度螺栓的疲劳损伤等级时，包括：

9.根据权利要求8所述的高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试系统，其特征在于，根据所述疲劳损伤等级输出复合载荷疲劳性能评价结果，包括：

10.一种高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试方法，应用于如权利要求1-9任一项所述的高强度螺栓复合载荷疲劳性能测试系统中，其特征在于，包括：