[發明專利]一種二維隨機載荷作用下疲勞壽命的計算方法

有效

• 申請號: 201710191129.9
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN107122521B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 藤瑞品;宋曉琳
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 趙洪;譚武藝

1.一種二維隨機載荷作用下疲勞壽命的計算方法，其特征在于實施步驟包括：

1)通過對目標材料進行試驗采集載荷譜數據，經統計學分析得到所述載荷譜數據的幅值、均值兩者各自的分布特性及概率密度函數；

2)推算出所述載荷譜數據的當量載荷S_eq的概率密度函數f(S_eq)；

3)利用式(1)所示隨機載荷作用下的Miner定則和式(2)所示在整個中、長壽命區間疲勞壽命和載荷之間的三參數經驗公式得出二維隨機載荷作用下的累積疲勞損傷計算模型，且二維隨機載荷作用下的累積疲勞損傷計算模型如式(6)所示；

N_f(S-S₀)^β＝α (2)

式(1)和式(2)中，D表示目標材料的累積疲勞損傷，N表示目標材料受到的循環載荷總數量，f(S)表示隨機載荷的概率密度函數，N_f表示目標材料在載荷S作用下的疲勞壽命，S表示目標材料受到的載荷，S₀表示為常數的載荷系數，α、β為常數系數；

式(6)中，D表示目標材料的累積疲勞損傷，N表示目標材料受到的循環載荷總數量，f(S_eq)表示當量載荷S_eq的概率密度函數，S₀表示為常數的載荷系數，α、β為式(2)中的常數系數；

4)根據所述累積疲勞損傷計算模型反求累積疲勞損傷等于1時的疲勞壽命計算模型；

5)根據所述疲勞壽命計算模型求得目標材料在二維隨機載荷作用下的疲勞壽命。

2.根據權利要求1所述的二維隨機載荷作用下疲勞壽命的計算方法，其特征在于，步驟2)的詳細步驟包括：

2.1)根據Goodman公式中式(3)所示當量載荷S_eq的表達式中載荷幅值S_a的概率密度函數求得Y＝S_a的概率密度函數f_Y(y)，并根據載荷均值S_m的概率密度函數求出材料的拉伸強度σ_b和載荷均值S_m的差值除以拉伸強度σ_b之商X的概率密度函數f_X(x)；

式(3)中，σ_b表示目標材料的拉伸強度，S_a表示載荷幅值，S_m表示載荷均值；

2.2)根據式(4)求解得到當量載荷S_eq的概率密度函數f(S_eq)；

式(4)中，f_Y/X(z)表示當量載荷S_eq的概率密度函數，f_Y(zx)表示Y的概率密度函數，變量Z等于Y除以X，Y表示目標材料的載荷幅值S_a，X表示目標材料的拉伸強度σ_b和載荷均值S_m的差值除以拉伸強度σ_b之商。