1.一种基于粗糙集理论的焊接疲劳分析方法,具有如下步骤:S100.针对多组焊接接头疲劳试验建立至少包含:焊接接头属性、载荷属性、焊接方法、最大结构应力和循环次数的疲劳数据库;
S200.对所述疲劳数据库中的最大结构应力计算结构应力变化范围Δσs;对Δσs和循环次数进行属性构造;生成粗糙集数据库中的决策属性值,写入粗糙集数据库;
S300.所述疲劳数据库中的焊接接头属性、载荷属性和焊接方法作为粗糙集数据库中的条件属性值写入所述粗糙集数据库;
S400.对得到的含有决策属性值和条件属性值的粗糙集数据库使用联合熵约简算法进行条件属性约简和条件属性值约简,得到粗糙集判定规则模型;应用该规则模型对新的焊接疲劳数据进行分析,得到粗糙集判别结果,完成焊接疲劳分析。
2.根据权利要求1所述的一种基于粗糙集理论的焊接疲劳分析方法,其特征还在于:步骤S100中所述的最大结构应力计算方法如下:结构应力σs的定义为:
σs=σm+σb (1)
其中σm、σb分别为焊趾处受到的膜应力和弯曲应力;
定义焊线长为l,板厚为t,垂直焊趾的力为Fy,绕焊趾的弯矩为Mx,焊趾上的线力为fy,线力矩为mx,根据材料力学结构应力值σs分量膜应力σm、弯曲应力σb计算公式如下:定义线力:
推导得到线力矩:
综合上式,焊趾处结构应力计算如下式:
根据有限元分析和公式5计算最大结构应力,写入疲劳数据库。
3.根据权利要求1所述的一种基于粗糙集理论的焊接疲劳分析方法,其特征还在于所述步骤S200具体包含步骤:S210:根据所述数据库中的最大结构应力和应力比计算得出所述疲劳数据库中各组数据的结构应力变化范围Δσs;
S220:将所述疲劳循环次数和结构应力变化范围Δσs写入对数坐标系,通过最小二乘法拟合建立S-N曲线;
S230:以所述S-N曲线为中心曲线,设定不同倍率的标准差,得到与中心曲线平行的多条特征曲线,以各曲线间的区域作为不同疲劳特征域;
S240:以疲劳数据点在疲劳特征域的分布对每一组疲劳数据进行疲劳等级划分,作为粗糙集数据库中各组数据的决策属性。
4.根据权利要求3所述的一种基于粗糙集理论的焊接疲劳分析方法,其特征还在于所述步骤S202中,所述S-N曲线拟合方法:焊接接头疲劳载荷结构应力范围Δσs和疲劳寿命N之间的关系可表示为:m
C=N(Δσs)
其中:C为材料常数;m为S-N曲线的斜率;将上式取对数:lgS=-BlgN+A
式中:S为所加载荷的结构应力范围Δσs;N为疲劳寿命;B、A为拟合常数。
5.根据权利要求1所述的一种基于粗糙集理论的焊接疲劳分析方法,其特征还在于所述步骤S300具体包含:S310.采用人工检查的方法去除明显的奇异点,去除噪声数据;
S320.数据的相关性分析,去除相关性交底的数据;
S330.对上述步骤处理后数据离散化。
6.根据上述任意一项权利要求所述的一种基于粗糙集理论的焊接疲劳分析方法,其特征还在于:所述步骤S400中,采用不确定推理作为粗糙集判定规则模型的推理策略。