金屬材料在多軸非比例隨機(jī)載荷下的疲勞壽命分析.pdf

1、疲勞是重復(fù)加載引起的破壞形式，時(shí)域的方法計(jì)算量大，因而研究頻域的譜方法很有必要。工程實(shí)際中，材料所處的載荷環(huán)境十分復(fù)雜，有常幅交變載荷，不定振幅比例載荷，非比例載荷等，正確處理多軸非比例隨機(jī)載荷是多軸疲勞問(wèn)題的關(guān)鍵。
　　首先，分析各種金屬材料在非比例載荷作用下的壽命衰減度，加載路徑對(duì)壽命的影響和材料的硬化作用，等效應(yīng)變幅和應(yīng)力幅與疲勞壽命的關(guān)系，討論壽命衰減與材料延展性的關(guān)系。
　　其次，通過(guò)載荷矩陣和頻響函數(shù)矩陣推導(dǎo)得出

2、響應(yīng)的功率譜密度，推導(dǎo)適用于多軸疲勞問(wèn)題的考慮相位角的Mises和Lemaitre phase方法，非比例程度，用相位角表征，0度表示線性相關(guān)，90度表示非比例情況，最大的等效應(yīng)力就是其對(duì)應(yīng)的功率譜密度即等效應(yīng)力幅，由此，可在頻率內(nèi)分析疲勞問(wèn)題；經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，設(shè)置相關(guān)系數(shù)，耦合雙軸疲勞特性曲線，綜合考慮軸向切向的疲勞特性參數(shù)，得出適用于正交高斯分布的疲勞壽命計(jì)算公式，將Mises和Lemaitre phase方法計(jì)算出的壽命和實(shí)驗(yàn)壽

3、命比較驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)Lemaitre phase方法更加貼近實(shí)驗(yàn)值，且在三倍因子內(nèi)，是一種比Mises方法精度高、誤差小的估算方法，尤其適用非比例載荷，計(jì)算結(jié)果與切向和軸向的應(yīng)力均方根比相關(guān)，越接近1，結(jié)果越集中，越接近0，結(jié)果越離散。
　　最后，分析疲勞設(shè)計(jì)方法，在靜力分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行疲勞分析，用軟件模擬比例、非比例載荷環(huán)境，計(jì)算疲勞壽命和損傷值，與理論計(jì)算的結(jié)果比較分析，校核安全系數(shù)；對(duì)于不定振幅載荷，分析雨流和損傷陣列圖，發(fā)現(xiàn)大