本发明涉及铝合金构件拉扭力测试，尤其涉及一种铝合金构件拉扭力测试方法、装置、设备及存储介质。
背景技术：
1、铝合金构件因其优异的强度重量比、良好的加工性能和耐腐蚀性，在航空航天、汽车制造和建筑工程等领域得到了广泛的应用。然而，铝合金构件在实际使用中常常承受复杂的拉伸和扭转载荷，这种复合应力状态容易导致材料性能的劣化，进而引发疲劳损伤，影响结构的安全性和可靠性。因此，准确、实时地测试铝合金构件在拉扭力条件下的应力应变行为，进而进行疲劳损伤评估，对于优化设计和保障结构安全至关重要。
2、目前，铝合金构件的拉扭力测试通常采用应变片测量技术。这种方法在构件表面粘贴电阻应变片，通过测量应变片的电阻变化来获取局部应变信息。然后，工程师将这些离散的应变数据输入到有限元分析软件中，通过计算机模拟来估算整个构件的应力分布。最后，基于这些应力分布结果，使用疲劳分析模型来评估构件的疲劳损伤情况。虽然这种方法被广泛应用，但它存在一个明显的局限性：应变片只能提供局部的、离散的应变数据，需要复杂的后处理才能得到全局应力分布。而从应力分布到疲劳损伤评估又需要额外的分析步骤。这种分离的过程不仅增加了数据处理的复杂性，也难以及时反映构件在实际服役过程中的动态变化。即是说，现有技术难以提供一种直接、连续的方法来获取铝合金构件的应力应变数据，并将这些数据实时用于疲劳损伤评估，这制约了铝合金构件在高端应用中的性能优化和寿命预测的准确性。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于解决现有技术存在难以直接、连续获取铝合金构件的应力应变数据，并将这些数据实时用于铝合金构件的疲劳损伤评估的技术问题。
2、本发明第一方面提供了一种铝合金构件拉扭力测试方法，所述铝合金构件拉扭力测试方法包括：
3、在待检测铝合金构件的表面上沉积高熵合金涂层；
4、在所述高熵合金涂层的表面上构建用于测量电阻的电极网络；
5、利用拉扭力加载装置对所述待检测铝合金构件同时施加拉力和扭力，通过所述电极网络采集电阻信号；
6、将所述电阻信号转换为应力应变数据；
7、基于所述应力应变数据对所述待检测铝合金构件进行疲劳损伤评估。
8、可选的，所述在待检测铝合金构件的表面上沉积高熵合金涂层，包括：
9、对待检测铝合金构件的表面进行等离子体刻蚀处理，形成纳米级沟槽结构；
10、在所述纳米级沟槽结构上进行原子层沉积，形成厚度为2-5nm的氧化铝过渡层；
11、采用高功率脉冲磁控溅射法，将铁、钴、铬、锰和镍五种元素靶材同时溅射到所述氧化铝过渡层上，得到高熵合金初始涂层；
12、对所述高熵合金初始涂层进行高压扭转处理，再进行真空退火，得到具有梯度纳米晶结构的高熵合金涂层。
13、可选的，所述在所述高熵合金涂层的表面上构建用于测量电阻的电极网络，包括：
14、在所述高熵合金涂层表面涂覆一层感光树脂；
15、使用激光直写技术在所述感光树脂上形成预设的电极图案；
16、采用电化学沉积法在所述电极图案上沉积导电金属，形成电极；
17、用稀释的盐酸溶液去除未被电极覆盖的感光树脂；
18、采用丝网印刷技术在所述电极上涂覆绝缘保护层，露出电极测量端；
19、将所述电极的测量端连接至信号采集系统，形成完整的电极网络。
20、可选的，所述利用拉扭力加载装置对所述待检测铝合金构件同时施加拉力和扭力，通过所述电极网络采集电阻信号，包括：
21、对所述待检测铝合金构件施加预应力，消除残余应力；
22、设置拉扭力加载装置的加载参数，包括应力比、频率和波形；
23、对所述待检测铝合金构件施加循环拉扭载荷，同时利用高速数据采集系统采集电极网络的电阻信号。
24、可选的，所述将所述电阻信号转换为应力应变数据，包括：
25、采用预设的多物理场耦合数值模型，所述多物理场耦合数值模型包括电学特性层、晶体塑性层和热力耦合层；
26、将所述电阻信号输入到所述电学特性层，根据欧姆定律和电流连续性方程计算局部电流密度分布；
27、将所述局部电流密度分布传递到晶体塑性层，利用晶体塑性本构方程计算局部塑性应变；
28、将所述局部塑性应变输入到热力耦合层，基于焦耳热效应和热传导方程计算温度场分布；
29、根据所述温度场分布，利用温度依赖的材料参数方程对晶体塑性层的参数进行实时修正；
30、通过有限元迭代计算，得到高熵合金涂层的应力应变分布；
31、利用界面连续性条件和应力平衡方程，建立高熵合金涂层与铝合金构件之间的应力应变传递关系；
32、基于所述应力应变传递关系，采用应变兼容性方程计算铝合金构件的应力应变数据。
33、可选的，所述基于所述应力应变数据对所述待检测铝合金构件进行疲劳损伤评估，包括：
34、根据所述应力应变数据，计算每个加载循环的塑性应变能密度和等效应变幅值；
35、利用所述塑性应变能密度和等效应变幅值，基于能量-应变双参数准则计算每个加载循环的疲劳损伤参数；
36、基于所述疲劳损伤参数，采用非线性回归方法建立疲劳损伤参数与循环次数的关系曲线；
37、根据所述关系曲线和当前循环次数，结合加载历程效应，计算当前循环的疲劳损伤增量；
38、采用非线性累积损伤理论，累积所述疲劳损伤增量，得到总疲劳损伤度；
39、基于所述总疲劳损伤度和材料特性曲线确定的临界损伤值，结合概率统计方法，预测剩余疲劳寿命及其置信区间；
40、利用所述应力应变数据的空间分布、所述总疲劳损伤度和微观组织演化模型，生成多尺度疲劳损伤分布云图。
41、本发明第二方面提供了一种铝合金构件拉扭力测试装置，包括：
42、沉积模块，用于在待检测铝合金构件的表面上沉积高熵合金涂层；
43、电极网络构建模块，用于在所述高熵合金涂层的表面上构建用于测量电阻的电极网络；
44、拉扭力加载模块，用于利用拉扭力加载装置对所述待检测铝合金构件同时施加拉力和扭力；
45、电阻信号采集模块，用于通过所述电极网络采集电阻信号；
46、信号转换处理模块，用于将所述电阻信号转换为应力应变数据；
47、疲劳损伤评估模块，用于基于所述应力应变数据对所述待检测铝合金构件进行疲劳损伤评估。
48、本发明第三方面提供了一种铝合金构件拉扭力测试设备，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述铝合金构件拉扭力测试设备执行上述的铝合金构件拉扭力测试方法的步骤。
49、本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的铝合金构件拉扭力测试方法的步骤。
50、本发明提出的铝合金构件拉扭力测试方法，具有以下优点：
51、首先，本发明通过在铝合金构件表面沉积高熵合金涂层，并在涂层上构建电极网络，突破了传统应变片测量技术的局限性。传统应变片只能提供局部的、离散的应变数据，且需要复杂的后处理步骤才能估算全局应力分布。与此不同，本发明利用高熵合金涂层的电阻特性，通过构建用于测量电阻的电极网络，实现了对铝合金构件在拉扭力条件下应力应变的实时、连续采集。这种方法不再依赖传统的应变片局部测量，而是能够通过全局的电阻信号变化直接获取构件在复杂应力条件下的整体应变分布。高熵合金的优异特性使得这种电阻信号与应变之间的关系更加敏感和稳定，有效提高了测试精度和效率。这不仅简化了数据采集过程，还能实时、动态地反映铝合金构件的应力应变状态，克服了现有技术中数据处理复杂、反应滞后的问题。
52、其次，本发明通过将电阻信号转换为应力应变数据，并基于该数据对铝合金构件进行疲劳损伤评估，显著提高了疲劳寿命预测的准确性。传统技术中，从应力分布到疲劳损伤的评估需要多个步骤，且不同阶段的数据处理难以做到实时反馈，导致无法动态评估构件在实际服役过程中的疲劳状态。本发明创新性地通过多物理场耦合模型，将实时采集的电阻信号直接转化为应力应变数据，并结合疲劳分析模型，能够实现对铝合金构件疲劳损伤的实时评估。这种方法可以避免传统技术中的多步骤分离处理，极大地简化了疲劳损伤评估的流程，并提高了评估的实时性和准确性。此外，结合疲劳损伤参数的非线性回归模型和累积损伤理论，本发明能够更精确地预测构件的剩余疲劳寿命，帮助工程师更好地掌握构件的健康状态，进而为优化设计和结构安全保障提供更加可靠的数据支持。
1.一种铝合金构件拉扭力测试方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的铝合金构件拉扭力测试方法，其特征在于，所述在待检测铝合金构件的表面上沉积高熵合金涂层，包括：
3.根据权利要求1所述的铝合金构件拉扭力测试方法，其特征在于，所述在所述高熵合金涂层的表面上构建用于测量电阻的电极网络，包括：
4.根据权利要求1所述的铝合金构件拉扭力测试方法，其特征在于，所述利用拉扭力加载装置对所述待检测铝合金构件同时施加拉力和扭力，通过所述电极网络采集电阻信号，包括：
5.根据权利要求1所述的铝合金构件拉扭力测试方法，其特征在于，所述将所述电阻信号转换为应力应变数据，包括：
6.根据权利要求1所述的铝合金构件拉扭力测试方法，其特征在于，所述基于所述应力应变数据对所述待检测铝合金构件进行疲劳损伤评估，包括：
7.一种铝合金构件拉扭力测试装置，其特征在于，包括：
8.一种铝合金构件拉扭力测试设备，其特征在于，所述铝合金构件拉扭力测试设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-6中任意一项所述铝合金构件拉扭力测试方法的步骤。
