谱载荷下的疲劳寿命预测方法研究

123456aa · 发表于 2022-4-12 11:47:53

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雅宝题库解析：
航空航天设备、船舶、轨道车辆等大型机械结构，其服役环境的复杂性，载荷历程的多变性，可能导致结构的突然失效，引起灾难性事故。现代工业的各个领域中，约有50%~90%的机械结构破坏都是由疲劳损伤造成的。工程实际中，恒载荷是很少见的，许多机械零部件或工程结构的工作载荷是随机的。对随机疲劳载荷作用下的疲劳寿命分析，直接关系到国家经济利益和人民群众的生命财产安全。针对航空某关键零部件，解决其材料的定寿、延寿题目。首先对该部件所在系统进行实际载荷数据的采集，得到具有代表性的载荷-时间历程；现场采集的载荷-时间历程具有很大的随机性，并且在真实信号中往往混有伪信号，必须采用科学的方法进行数据预处理，以提炼出有用信号；预处理后的载荷数据需采用一定的计数方法转换成试验或者寿命预估能使用的一个个载荷循环，常用的计数方法有峰值计数、量程计数、穿级计数和雨流计数等，雨流计数法因其计数原理与材料疲劳损伤机理相一致而得到广泛的运用。载荷谱的编制方法很多，本文将预处理后的数据分起飞、平稳飞行和降落三阶段考虑，采用雨流计数法得到3个8×8级载荷谱，去掉对疲劳损伤贡献很小的载荷，按三个阶段顺序不变组成一个完整的程序谱块，此程序载荷谱块就代表一个飞行起落该零部件所受的典型载荷；采用线性Miner理论进行疲劳累积损伤估计，并通过光滑圆棒试样的疲劳试验对估计的寿命进行验证。Miner疲劳累积损伤理论估算疲劳寿命时，并未考虑载荷先后作用次序的影响，事实上，变幅载荷作用下的裂纹扩展经常会受到载荷次序的影响，本文进一步通过紧凑拉伸试样的疲劳裂纹扩展试验，探讨了载荷交互作用对疲劳裂纹扩展速率的影响。

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