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疲劳经典理论及其瓶颈
1.1.疲劳失效的微观与宏观机理#xff1a; 裂纹萌生、扩展与断裂的物理过程。
1.2.传统方法的回顾与评析。
1.3.引出核心问题#xff1a;是否存在一个更具物理意义、能统一描述疲劳全过程#xff08;萌生与扩展#xff09;且试验量…理论基础与核心方法
疲劳经典理论及其瓶颈
1.1.疲劳失效的微观与宏观机理 裂纹萌生、扩展与断裂的物理过程。
1.2.传统方法的回顾与评析。
1.3.引出核心问题是否存在一个更具物理意义、能统一描述疲劳全过程萌生与扩展且试验量更少的参量
能量法理论体系—从物理原理到数学模型
2.1.疲劳过程中的能量观、核心物理量-塑性滞后环与能量耗散。
2.2.能量型寿命预测模型建立Miner线性累积损伤理论、经典能量模型讲解、模型参数如 Wc, Ec的物理意义及其试验确定方法。
能量法的数值实现通路
3.1.通路一试验法直接获取。
3.2.通路二有限元法仿真获取。本课程重点
3.2.1. 关键技术使用有限元软件进行准静态循环塑性分析。
3.2.2. 材料模型选择线性随动强化模型、非线性随动强化模型、Chaboche模型及其适用场景。
3.2.3. 分析步设置如何设置加载、卸载循环以稳定地模拟出滞后环。
3.2.4. 结果后处理在FEA软件中如何提取特定单元或节点的应力-应变数据并导出用于计算ΔWp。
案例实践1基于ABAQUS的后桥壳疲劳寿命能量分析方法
案例实践2对含有应力集中的焊接接头进行精细有限元建模及寿命预测
监测与数据驱动方法—红外热像技术与深度学习
红外热像技术基础与疲劳监测原理
4.1.红外物理学基础及红外热像系统核心。
4.2.疲劳过程中的热力学响应。
4.2.1. 两大热源机理热弹性效应、塑性耗散。
4.2.2. 从“测温”到“读力”与“读伤”阐释如何从采集到的温度信号中分离出上述两种效应从而反推应力信息或损伤信息。
从温度数据到能量耗散的实战数据处理流程
5.1.数据预处理。
5.2.关键算法与分离技术。本课程重点
5.3.可视化分析生成耗散能图直观显示试件表面的损伤热点与分布。
案例实践3MATLAB红外热像数据处理
① 环境搭建使用MATLAB导入提供的示例红外数据。
② 数据读取与查看读取数据查看平均温度历程曲线。
③ 图像预处理编写代码进行空域滤波和时域滤波对比滤波效果。
④ 耗散能计算将计算结果可视化为全场耗散能图定位疲劳热点。
深度学习入门当CNN和RNN遇见工程数据
6.1.卷积神经网络CNN核心概念
6.1.1.卷积层、池化层、激活函数如何自动提取图像的空间层级特征。
6.1.2.经典网络结构如ResNet, U-Net。
6.2循环神经网络RNN/LSTM核心概念为何需要处理序列数据LSTM的门控机制如何捕捉温度序列中的时序依赖关系。
6.3.模型架构设计讲解如何为疲劳热像序列设计一个“CNN特征提取器 LSTM时序理解器全连接层回归/分类”的混合模型。
案例实践4基于热耗散机制构建裂纹长度和扩展路径智能预测模型
① 环境与数据使用本地MATLAB环境。提供已标注的数据集热像图序列 对应的裂纹长度标签。
② 数据加载与预处理进行图像缩放、归一化、序列分割等操作。
③ 模型搭建使用MATLAB搭建CNN-LSTM模型并输出对最终裂纹长度的预测。
④ 模型训练与评估定义损失函数如MSELoss和优化器如Adam。运行训练循环观察训练损失和验证损失的变化。使用训练好的模型对测试集进行预测计算平均绝对误差MAE评估模型性能。综合应用—从局部损伤到整体寿命与可靠性
从局部到全局——结构系统疲劳寿命评估框架
7.1.问题引出如何将一个“点”FEA危险点、热像热点的损伤预测推广到预测一个复杂焊接接头或整个铆接结构的寿命
7.2.基于能量的系统级疲劳分析流程。本课程重点
① 全局-局部建模。
② 局部响应分析。
③ 寿命外推与合成。
7.3.多源信息融合探讨如何利用红外热像实测的耗散能分布来验证、修正或替代FEA模型的计算结果提高预测置信度。
案例实践5考虑应力集中系数基于耗散能的铆接结构疲劳寿命预测
案例实践6非公路电动轮自卸车车架焊缝寿命预测
① 全局模型建立整车多体动力学模型提取车架安装点处的载荷谱。
② 局部模型建立包含详细焊缝的车架精细有限元模型导入载荷谱进行有限元分析。
③ 能量计算定位焊缝热点提取其应力-应变响应计算ΔWp。
④ 寿命预测预测该焊缝在给定载荷谱下的寿命。
不确定性、可靠性分析与设计优化导论
8.1.为何需要可靠性分析、可靠性分析核心方法概念。
8.2.基于可靠性的设计优化 (RBDO) 框架。
案例实践7非公路电动轮自卸车A型架模糊疲劳可靠性分析
案例实践8磁流体密封系统冷却结构多学科优化设计
① 数字化建模密封壳体网格划分及数值建模。
② 实验设计 (DOE)使用最优拉丁超立方采样生成设计点。
③ 仿真流程利用多物理场仿真软件如COMSOL计算每个设计点的性能密封压差、最大应力、温度。
④ 代理模型构建使用克里金Kriging或神经网络用仿真数据拟合出设计变量与系统响应之间的近似数学关系极大加速优化循环。
⑤ 优化求解使用遗传算法等算法进行RBDO求解找到全局最优设计。
