[發明專利]一種多軸載荷條件下細節疲勞強度額定值的確定方法

有效

• 申請號: 201410134048.1
• 申請日: 2014-04-03
• 公開（公告）號: CN103942418B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 尚德廣;王曉瑋;熊健;王聰;劉小冬;郭振坤
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G01N3/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 沈波

技術領域

本發明涉及疲勞強度領域，特指一種多軸載荷條件下細節疲勞強度額定值的確定方法。

背景技術

疲勞失效是飛機零部件失效的主要形式，因此疲勞強度設計也成為了現代飛機設計中不可或缺的重要環節。Detail?Fatigue?Rating（DFR），即細節疲勞額定值，是結構自身的固有特性，其大小并不受加載應力大小的影響。DFR法以結構細節固有的疲勞性能品質作為疲勞性能參數來估算結構細節的疲勞壽命，它既簡單，又很可靠，因此在航空設計領域中得到了廣泛的應用。

雖然DFR方法簡單實用，但該方法是基于單軸疲勞理論，所以與多軸相關的DFR理論很少研究。而飛機的關鍵部件在實際工程中要隨多軸載荷的作用，并且隨著航空事業飛速發展，各國均對各類航空器及其部件提出了更高使用壽命的要求，使得各類航空材料特別是金屬材料在疲勞循環載荷作用下以彈性循環變形為主（也就是高周疲勞范疇）。因此，研究高周多軸疲勞情況下的DFR值具有重要意義。

發明內容

本發明目的在于針對高周多軸疲勞的發展需求，提出了一種多軸載荷條件下細節疲勞強度額定值的確定方法。

本發明所提供的一種多軸載荷條件下細節疲勞強度額定值的確定方法，其步驟為：

步驟1）：利用現有的高周多軸疲勞模型將多軸載荷轉化為等效應力S_eq,a，一般情況下，高周多軸模型為剪切型模型，也可能有軸向應力幅；

步驟2）：當高周多軸模型為剪切型模型時，其等效應力為等效剪應力幅τ_eq,a，需要將等效剪應力幅τ_eq,a轉換為等效軸向應力幅σ_eq,a，轉化公式為：

σeq,a=σN,0.06τN,0.06τeq,a]]>

其中，σ_N,0.06和τ_N,0.06為材料壽命為N時，應力比R為0.06的條件疲勞極限；步驟3）：利用Goodman方程將等效軸向應力幅σ_eq,a轉化為應力比為0.06時的最大應力σ_eq,0.06的計算公式如下：

σeq,0.06=σeq,a(0.47+0.53σeq,aσu)]]>

其中，σ_u是材料的拉伸強度；

步驟4）：通過雙點法計算DFR值：