基于隨機(jī)性的金屬焊接結(jié)構(gòu)損傷斷裂研究.pdf

1、對(duì)于那些長期經(jīng)受交變載荷作用的金屬機(jī)械零件和工程構(gòu)件，疲勞破壞是一種主要的破壞形式。用確定性的方法進(jìn)行疲勞分析時(shí)，所得到的疲勞壽命都是一個(gè)確定的值。然而，結(jié)構(gòu)的疲勞又是一個(gè)受到大量不確定因素影響的極其復(fù)雜的現(xiàn)象，因此，從概率和統(tǒng)計(jì)的角度對(duì)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞分析是十分必要的。 本文從隨機(jī)因素對(duì)疲勞損傷的影響出發(fā)，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的疲勞損傷問題進(jìn)行了研究。首先，對(duì)金屬構(gòu)件的疲勞損傷特性作了理論分析，分析了應(yīng)力—應(yīng)變與疲勞壽命的關(guān)系，探討了應(yīng)

2、變疲勞的局部應(yīng)力應(yīng)變的隨機(jī)性，建立了一種金屬構(gòu)件疲勞損傷特性定量計(jì)算的線性多項(xiàng)式擬合法。與諾伯法[1]對(duì)比，該多項(xiàng)式擬合法所構(gòu)造的線性多項(xiàng)式函數(shù)形式簡(jiǎn)單，使用簡(jiǎn)便且可以計(jì)算諾伯法不能計(jì)算的相應(yīng)隨機(jī)變量的方差。算例表明按多項(xiàng)式擬合法確定的結(jié)果與諾伯法計(jì)算的結(jié)果非常接近，該方法為金屬構(gòu)件的局部應(yīng)力應(yīng)變的統(tǒng)計(jì)特性的計(jì)算提供了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的方法。其次，根據(jù)著名的Miner理論分析了線性疲勞累積損傷理論，考慮到疲勞累積損傷理論同樣會(huì)受到各種隨機(jī)因

3、素的影響，根據(jù)目前國內(nèi)外比較成熟的隨機(jī)疲勞累積損傷理論，建立了疲勞壽命計(jì)算的一階多項(xiàng)式法，與道林公式[2]計(jì)算的結(jié)果比較，誤差很小，為金屬構(gòu)件疲勞壽命的預(yù)測(cè)提供了一種簡(jiǎn)便、有效的方法，適合工程應(yīng)用。另外此方法還可以計(jì)算道林公式不能計(jì)算的隨機(jī)疲勞壽命的方差，進(jìn)而對(duì)疲勞壽命進(jìn)行可靠性分析。最后，對(duì)金屬焊接結(jié)構(gòu)的理論進(jìn)行了分析，分析了影響金屬焊接結(jié)構(gòu)壽命的因素，給出了金屬材料疲勞裂紋萌生壽命計(jì)算公式、焊接接頭疲勞裂紋擴(kuò)展壽命計(jì)算公式，建立了隨