[發明專利]一種估算結構危險點概率疲勞壽命的符合性檢驗方法

有效

• 申請號: 202011548844.1
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112597682B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 孫秦;李曉虹;劉瀟然
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G16C60/00;G16C10/00;G06F111/08;G06F111/10;G06F119/04;G06F119/14
• 代理公司: 蘇州中合知識產權代理事務所(普通合伙) 32266
• 代理人: 阮梅

本發明公開一種估算結構危險點概率疲勞壽命的符合性檢驗方法，包括如下步驟：將疲勞損傷力學模型中的參數視為隨機變量，利用小子樣數據集構建模型參數關于標準正態分布壽命變量的非嵌入多項式混沌展開，模型參數的概率分布進行EDF擬合優度檢驗，完成模型參數的概率化；其次進行結構危險細節在復雜載荷譜下疲勞損傷的概率抽樣計算，進一步得到疲勞壽命的大子樣數據的完整概率分布，通過判斷相同載荷譜下疲勞壽命試驗值是否落入所計算的對數壽命概率分布的95％置信區間進行概率符合性檢驗。本發明為工程中運用小試驗數據估算疲勞壽命提供了可行的方法，具有重要的工程應用價值及意義。

技術領域

本發明涉及金屬結構疲勞壽命計算領域，尤其涉及一種估算結構危險點概率疲勞壽命的符合性檢驗方法。

背景技術

疲勞破壞是工程機械裝備結構失效的主要形式之一，疲勞損傷可明顯降低材料的力學性能，削弱結構的承載能力，進而影響結構服役的可靠性和安全性。金屬結構細節中存在大量的連接件，連接件孔邊危險點應力遠高于結構構件的平均應力水平，且應力狀態復雜，是其最主要的疲勞損傷源。由于疲勞試驗需要消耗較多的時間和財力，工程結構件的種類繁多且載荷譜復雜，難于針對各類結構件開展大量疲勞試驗，工程中的一類結構連接件試驗量一般有3～5件。因此，運用極小試驗量有效評定結構危險點的疲勞壽命是極具挑戰性的工程課題。

從疲勞試驗和工程應用中發現，相同材料或結構在同一載荷譜作用下的疲勞壽命存在較大的分散性，這表明疲勞本質上是一個隨機過程。從材料、加工過程到工程使用環境均存在著大量的不確定性，其中材料內部缺陷和結構制造過程的不確定性是造成疲勞壽命分散性的最主要因素，在疲勞壽命估算中引入不確定性分析是合理評估工程結構細節疲勞可靠性的必然。工程中廣泛使用的估算疲勞壽命方法是利用疲勞損傷模型累計計算獲得，其不確定性分析主要針對損傷模型參數的不確定性，采用的處理方法一般為概率方法，即將模型中不確定性參數視為服從某種概率分布的隨機變量，模型響應也通過某種概率分布表示，這通常需要在疲勞試驗數據的基礎上通過統計方法獲得。經典疲勞壽命估算方法的概率模型在工程應用中存在諸多缺點：首先，大多是在試驗基礎上獲得的經驗公式，難以準確刻畫疲勞壽命的本質控制量及其概率特性；其次，模型參數的概率特性存在過多假設，不是基于試驗數據進行嚴格的統計學分析，而是根據經驗對其進行概率假設,由此引入更多誤差，影響疲勞壽命估算的準確性。