本技術涉及軌道車輛領域，特別是涉及一種基于crossland準則的多軸疲勞確定方法、裝置及介質(zhì)。

背景技術：

1、目前主要應用于鐵路領域的en13979標準（一種關于鐵路輪對和轉(zhuǎn)向架的國際標準）構建起了一套評估鐵路車輛輪對和轉(zhuǎn)向架中金屬結構在疲勞載荷下性能的體系框架，對保障鐵路運輸安全、延長鐵路車輛使用壽命意義重大。該標準規(guī)定了鐵路應用中輪對和轉(zhuǎn)向架的整體車輪，尤其是鍛造和軋制車輪的技術批準程序，詳細說明了車輪材料、設計、制造、測試和檢驗等方面的要求，確保車輪在鐵路運行的復雜條件下能夠承受各種載荷和環(huán)境影響。

2、然而，en13979標準在處理特定疲勞準則時存在一定程度的模糊性。具體表現(xiàn)為，標準中推薦采用crossland準則（一種用于描述材料在復合應力作用下的疲勞破壞行為的方法）對車輪多軸疲勞進行評估，但未對crossland準則的應用方式進行詳細闡述，也未給出明確的疲勞判據(jù)。crossland準則是基于材料所受多軸宏觀應力來評估疲勞壽命的方法，理論上能夠更精準地反映材料在復雜應力狀態(tài)下的疲勞行為。但由于en13979標準缺乏對其具體應用方法的指導，不同使用者對該準則的理解與實施存在顯著差異。

3、這種差異嚴重影響了評估結果的準確性與一致性，可能引發(fā)設計的保守性，導致過度設計增加成本；或者引發(fā)非保守性，降低結構安全性。

4、由此可見，如何解決目前沒有一種統(tǒng)一且切實可行的數(shù)值實施方法，用以指導crossland準則在en13979框架下的應用，是本領域人員亟待解決的技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本技術的目的是提供一種基于crossland準則的多軸疲勞確定方法、裝置及介質(zhì)，解決目前沒有一種統(tǒng)一且切實可行的數(shù)值實施方法，用以指導crossland準則在en13979框架下的應用的問題。

2、為解決上述技術問題，本技術提供一種基于crossland準則的多軸疲勞確定方法，包括：

3、確定預設軌道車輪有限元模型的多個表面待評估節(jié)點；

4、分別確定多種預設工況下每個所述表面待評估節(jié)點的平面應力；

5、根據(jù)各所述平面應力得到每個所述待評估節(jié)點在任意兩種所述預設工況間下的應力分量差值范圍；

6、根據(jù)各所述表面待評估節(jié)點的平面應力得到最大靜水壓力、根據(jù)所述應力分量差值范圍得到八面體剪應力幅值或偏應力張量第二不變量；

7、根據(jù)所述最大靜水壓力與所述八面體剪應力幅值、或所述最大靜水壓力與所述偏應力張量第二不變量以及所述預設臨界值確定多軸疲勞狀態(tài)。

8、作為一種可選方案，上述基于crossland準則的多軸疲勞確定方法中，所述確定預設軌道車輪有限元模型的多個表面待評估節(jié)點，包括：

9、獲取車輪的預設旋轉(zhuǎn)角度；

10、根據(jù)所述預設旋轉(zhuǎn)角度確定覆蓋車輪全周的多個旋轉(zhuǎn)面；

11、確定每個所述旋轉(zhuǎn)面的考察節(jié)點并將所有所述考察節(jié)點作為預設軌道車輪有限元模型的表面待評估節(jié)點。

12、作為一種可選方案，上述基于crossland準則的多軸疲勞確定方法中，所述分別確定多種預設工況下每個所述表面待評估節(jié)點的平面應力，包括：

13、獲取三種預設工況：直道運行工況、彎道運行工況和道岔運行工況；

14、對所述預設軌道車輪有限元模型進行有限元分析，確定每個所述表面待評估節(jié)點在直道運行工況、彎道運行工況和道岔運行工況下的平面應力：，其中，k表示預設工況的數(shù)量，和表示分別表示x、y方向上的平面法向應力分量，表示平面剪切應力分量。

15、作為一種可選方案，上述基于crossland準則的多軸疲勞確定方法中，根據(jù)各所述平面應力得到每個所述待評估節(jié)點在任意兩種所述預設工況間下的應力分量差值范圍，包括：

16、根據(jù)第一公式的各所述平面應力得到每個所述待評估節(jié)點在任意兩種所述預設工況間下的三個應力分量的應力分量差值范圍；

17、所述第一公式為：；

18、其中，下標i,j表示任意兩種預設工況序號，i,j=1,2,......n，同一下標中的同一下標中的i≠j；、分別表示x、y方向上的平面法向應力分量差值范圍，表示平面剪切應力分量差值范圍。

19、作為一種可選方案，上述基于crossland準則的多軸疲勞確定方法中，根據(jù)各所述表面待評估節(jié)點的平面應力得到最大靜水壓力、根據(jù)所述應力分量差值范圍得到八面體剪應力幅值或偏應力張量第二不變量，包括：

20、根據(jù)第二公式得到最大靜水壓力；

21、根據(jù)第三公式得到八面體剪應力幅值或根據(jù)第四公式得到偏應力張量第二不變量；

22、所述第二公式為：；

23、所述第三公式為：

24、；

25、所述第四公式為：；

26、其中，表示最大靜水壓力；表示八面體剪應力幅值；表示偏應力張量第二不變量；表示等效應力幅值。

27、作為一種可選方案，上述基于crossland準則的多軸疲勞確定方法中，根據(jù)所述最大靜水壓力與所述八面體剪應力幅值、或所述最大靜水壓力與所述偏應力張量第二不變量以及所述預設臨界值確定多軸疲勞狀態(tài)，包括：

28、根據(jù)所述最大靜水壓力與所述八面體剪應力幅值得到第一參考值：，表示靜水壓力系數(shù)；

29、根據(jù)所述最大靜水壓力與所述偏應力張量第二不變量得到第二參考值：；

30、判斷所述第一參考值是否大于第一材料疲勞臨界值或所述第二參考值是否大于第二材料疲勞臨界值；

31、若是，則確定處于疲勞狀態(tài)。

32、作為一種可選方案，上述基于crossland準則的多軸疲勞確定方法中，所述第一材料疲勞臨界值與所述第二材料疲勞臨界值根據(jù)試驗或材料手冊獲得。

33、為解決上述技術問題，本技術還提供一種基于crossland準則的多軸疲勞確定裝置，包括：

34、確定模塊，用于確定預設軌道車輪有限元模型的多個表面待評估節(jié)點；

35、分析模塊，用于分別確定多種預設工況下每個所述表面待評估節(jié)點的平面應力；

36、應力范圍確定模塊，用于根據(jù)各所述平面應力得到每個所述待評估節(jié)點在任意兩種所述預設工況間下的應力分量差值范圍；

37、關鍵參數(shù)計算模塊，用于根據(jù)各所述表面待評估節(jié)點的平面應力得到最大靜水壓力、根據(jù)所述應力分量差值范圍得到八面體剪應力幅值或偏應力張量第二不變量；

38、疲勞狀態(tài)確定模塊，用于根據(jù)所述最大靜水壓力與所述八面體剪應力幅值、或所述最大靜水壓力與所述偏應力張量第二不變量以及所述預設臨界值確定多軸疲勞狀態(tài)。

39、為解決上述技術問題，本技術還提供一種基于crossland準則的多軸疲勞確定裝置，包括：

40、存儲器，用于存儲計算機程序；

41、處理器，用于執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述的基于crossland準則的多軸疲勞確定方法的步驟。

42、為解決上述技術問題，本技術還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述的基于crossland準則的多軸疲勞確定方法的步驟。

43、本技術所提供的基于crossland準則的多軸疲勞確定方法，包括：確定預設軌道車輪有限元模型的多個表面待評估節(jié)點；分別確定多種預設工況下每個所述表面待評估節(jié)點的平面應力；根據(jù)各所述平面應力得到每個所述待評估節(jié)點在任意兩種所述預設工況間下的應力分量差值范圍；根據(jù)各所述表面待評估節(jié)點的平面應力得到最大靜水壓力、根據(jù)所述應力分量差值范圍得到八面體剪應力幅值或偏應力張量第二不變量；根據(jù)所述最大靜水壓力與所述八面體剪應力幅值、或所述最大靜水壓力與所述偏應力張量第二不變量以及所述預設臨界值確定多軸疲勞狀態(tài)。本技術通過綜合考慮最大靜水壓力和剪應力等參數(shù)，更準確地反映車輪材料在復雜應力狀態(tài)下的疲勞行為。通過有限元建模和計算流程，減少了人工干預和計算量，提高了評估效率。結合有限元分析和crossland準則，為crossland準則在軌道車輪疲勞確定中的應用提供了具體指導，統(tǒng)一的實施方法確保了crossland準則在不同應用場景下的一致性應用，評估結果的不一致性和不可比性問題得到有效解決，提高了評估結果的準確性和可靠性。

44、另外，本技術還提供一種裝置及介質(zhì)，與上述基于crossland準則的多軸疲勞確定方法對應，效果同上。