一种柔性光伏支架拉索疲劳寿命评估方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种柔性光伏支架拉索疲劳寿命评估方法及系统，包括：获取拉索的腐蚀环境变量；根据拉索的腐蚀环境变量，绘制拉索的腐蚀当量环境谱；根据拉索的腐蚀当量环境谱，提取腐蚀后坑蚀拉索的局部应力时程，建立拉索的疲劳载荷谱；将拉索的疲劳载荷谱转化为拉索的疲劳循环荷载；根据拉索的疲劳循环荷载，基于修正后的Manson

【技术实现步骤摘要】
一种柔性光伏支架拉索疲劳寿命评估方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种寿命评估方法及系统，具体涉及一种柔性光伏支架拉索疲劳寿命评估方法及系统。

技术介绍

[0002]关于对交变荷载下拉索腐蚀疲劳的研究，多数研究成果是基于现场监测数据以及试验中获取的，因此若想要深入研究拉索的腐蚀疲劳，则需大量的研究样本，显然仅靠试验和实测数据是远不够的，因此对柔性光伏支架拉索的腐蚀行为采用元胞自动机描述，进而对疲劳寿命的预测具有非常重要的工程意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种柔性光伏支架拉索疲劳寿命评估方法及系统，该方法及系统能够较为准确预测拉索的疲劳寿命。
[0004]为达到上述目的，本专利技术所述的柔性光伏支架拉索疲劳寿命评估方法包括：
[0005]获取拉索的腐蚀环境变量；
[0006]根据拉索的腐蚀环境变量，绘制拉索的腐蚀当量环境谱；
[0007]根据拉索的腐蚀当量环境谱，提取腐蚀后坑蚀拉索的局部应力时程，建立拉索的疲劳载荷谱；
[0008]将拉索的疲劳载荷谱转化为拉索的疲劳循环荷载；
[0009]根据拉索的疲劳循环荷载，基于修正后的Manson
‑
Coffin公式，进行拉索腐蚀疲劳寿命的预测。
[0010]根据拉索的腐蚀环境变量，采用以拉索腐蚀损伤相同为准则的腐蚀程度对比法，绘制拉索的腐蚀当量环境谱。
[0011]将拉索的疲劳载荷谱通过雨流计数法转化为拉索的疲劳循环荷载。<br/>[0012]所述拉索的环境腐蚀变量包括温度、湿度、酸碱度及含盐量。
[0013]引入疲劳缺口系数K
f
，通过修正后的疲劳强度指数b
*
代替原始疲劳强度指数b，同时引入平均应力σ
m
，对Manson
‑
Coffin公式进行修正，得修正后的Manson
‑
Coffin公式。
[0014]疲劳缺口系数K
f
为：
[0015][0016]其中，a为材料常数，ρ为缺口半径，S
c
为理论应力集中系数。
[0017]通过修正后的疲劳强度指数b
*
代替原疲劳强度指数b，即：
[0018][0019]引入平均应力σ
m
，对Manson
‑
Coffin公式进行修正，最后利用修正后的Manson
‑
Coffin公式进行拉索腐蚀疲劳寿命Δε的预测，得：
[0020][0021]其中，σ
′
f
为疲劳强度系数，N为疲劳寿命，v
′
f
为疲劳延续系数，c为疲劳延续指数。
[0022]本专利技术所述的柔性光伏支架拉索疲劳寿命评估系统包括：
[0023]获取模块，用于获取拉索的腐蚀环境变量；
[0024]绘制模块，用于根据拉索的腐蚀环境变量，绘制拉索的腐蚀当量环境谱；
[0025]建立模块，用于根据拉索的腐蚀当量环境谱，提取腐蚀后坑蚀拉索的局部应力时程，建立拉索的疲劳载荷谱；
[0026]转化模块，用于将拉索的疲劳载荷谱转化为拉索的疲劳循环荷载；
[0027]预测模块，用于根据拉索的疲劳循环荷载，基于修正后的Manson
‑
Coffin公式，进行拉索腐蚀疲劳寿命的预测。
[0028]本专利技术具有以下有益效果：
[0029]本专利技术所述的柔性光伏支架拉索疲劳寿命评估方法及系统在具体操作时，通过对拉索的腐蚀环境变量的监测，绘制拉索的腐蚀当量环境谱，建立拉索疲劳载荷谱，将疲劳载荷谱转化为疲劳循环荷载，最后采用修正后的Manson
‑
Coffin公式，进行拉索腐蚀疲劳寿命的预测，相比于现有技术的缺点和不足，本专利技术能够精确预测柔性光伏支架拉索的疲劳寿命，具有较强的可操作性，为柔性光伏支架的运营和维护提供科学依据，能显著降低维护成本。
附图说明
[0030]图1为本专利技术的流程图。
具体实施方式
[0031]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本专利技术公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本专利技术公开的概念。基于本专利技术中的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0032]在附图中示出了根据本专利技术公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0033]参考图1，本专利技术所述的柔性光伏支架拉索疲劳寿命评估方法包括以下步骤：
[0034]1)获取拉索的腐蚀环境变量；
[0035]2)采用以拉索腐蚀损伤相同为准则的腐蚀程度对比法，绘制拉索的腐蚀当量环境谱；
[0036]3)根据拉索的腐蚀当量环境谱，提取腐蚀后坑蚀拉索的局部应力时程，建立拉索的疲劳载荷谱；
[0037]4)将拉索的疲劳载荷谱通过雨流计数法转化为拉索的疲劳循环荷载；
[0038]5)根据拉索的疲劳循环荷载，基于修正后的Manson
‑
Coffin公式，进行拉索腐蚀疲劳寿命的预测。
[0039]所述拉索的环境腐蚀变量包括温度、湿度、酸碱度及含盐量。
[0040]步骤2)中所述以拉索腐蚀损伤相同为准则的腐蚀程度对比法的具体操作过程为：相同材料的相同构件在统一可靠度条件下，拉索在实际自然环境暴露下获得的腐蚀量等于基于加速腐蚀当量环境谱下的试验腐蚀量。
[0041]步骤3)的具体操作为：
[0042]31)根据拉索的腐蚀当量环境谱，建立柔性光伏支架有限元模型，并以此确定拉索静力及动力响应较大的位置；
[0043]32)监测拉索腐蚀受力响应较大位置的应力时程，或者建立模拟点蚀的元胞自动机模型，通过模拟点蚀的元胞自动机模型进行拉索蚀坑形状的蒙特卡洛模拟，得缺口位置的应力时程；
[0044]33)提取腐蚀后坑蚀拉索的局部应力时程，建立拉索的疲劳载荷谱；
[0045]步骤4)的具体操作为：为提高拉索疲劳寿命的预测精度，引入疲劳缺口系数K
f
，通过修正后的疲劳强度指数b
*
代替原始疲劳强度指数b，同时引入平均应力σ
m
，对Manson
‑
Coffin公式进行修正，最后利用修正后的Manson
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性光伏支架拉索疲劳寿命评估方法，其特征在于，包括：获取拉索的腐蚀环境变量；根据拉索的腐蚀环境变量，绘制拉索的腐蚀当量环境谱；根据拉索的腐蚀当量环境谱，提取腐蚀后坑蚀拉索的局部应力时程，建立拉索的疲劳载荷谱；将拉索的疲劳载荷谱转化为拉索的疲劳循环荷载；根据拉索的疲劳循环荷载，基于修正后的Manson
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Coffin公式，进行拉索腐蚀疲劳寿命的预测。2.根据权利要求1所述的柔性光伏支架拉索疲劳寿命评估方法，其特征在于，根据拉索的腐蚀环境变量，采用以拉索腐蚀损伤相同为准则的腐蚀程度对比法，绘制拉索的腐蚀当量环境谱。3.根据权利要求1所述的柔性光伏支架拉索疲劳寿命评估方法，其特征在于，将拉索的疲劳载荷谱通过雨流计数法转化为拉索的疲劳循环荷载。4.根据权利要求1所述的柔性光伏支架拉索疲劳寿命评估方法，其特征在于，所述拉索的环境腐蚀变量包括温度、湿度、酸碱度及含盐量。5.根据权利要求1所述的柔性光伏支架拉索疲劳寿命评估方法，其特征在于，引入疲劳缺口系数K
f
，通过修正后的疲劳强度指数b
*
代替原始疲劳强度指数b，同时引入平均应力σ
m
，对Manson
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Coffin公式进行修正，得修正后的Manson
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Coffin公式。6.根据权利要求5所述的柔性光伏支架拉索疲劳寿命评估方...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冰，陈跃华，孙文明，兰进敏，张虎，谢艳兵，赵志国，许景欣，安明生，雍闯，冯仰敏，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：