文档介绍：第卷第期机械工程学报
年月叮
基于应变的疲劳可靠性分析新方法
赵永翔王金诺高庆
西南交通大学机械工程研究所成都
摘要应用随机循环应变载荷一强度干涉模型, 建立了基于应变的疲劳可靠性分析新方法。新考虑了材料循环应
力一应变响应的分散性。与现有方法不同, 材料常数视为非独立随机变量, 来自于试验数据的回归结果。随机循
环应力一应变行为和循环应变一寿命关系分别采用概率曲线来描述。循环应变载荷和强度的概率密度函数可显式
分别由这些曲线求得。方法可方便拓展到如现有方法确定性循环应力一应变模型情形。核工程材料
不锈钢管道焊缝金属的试验结果分析说明了方法的有效性。
关键词疲劳应变分析随机循环应力一应变响应可靠性不锈钢管道焊缝金属
中图分类号
关系, 可采用如下形式的概率曲线描述材
前言料的随机行为
。‘口二、硫
国际上应变疲劳可靠性分析方法研究起步较。, 气,
一十
。、、一气
晚, 的即, 下万下万
和〕做了有益探索。但存在两个缺陷一是将
。伍一律中材料常数视为独立随机变量, 口、蠕
。
以纯数学方式和假设分布进行可靠性分析实际‘
一团一
上, 材料常数是试验数据的回归参量, 并非独立无
, ,
关卜。二是没有考虑循环应力一应变响应的式中氏久循环应力幅均值和均方差
。, —
分散性当存在分散性时任何外载即使恒幅也将凡循环应变幅
,
, —
导入随机应变载荷史现有确定性模型可能给出偏五血弹性模量均值和均方差
,
。—
于危险的设计分析结果奋益循环强度系数均值和均方差
, —
试验揭示了不锈钢管道焊缝金属氛益循环硬化指数均值和均方差
。—
的响应存在较大分散性基于“有效短裂纹各材料常数可应用线性回归技术和极大似然法
准则”, 该材料短裂纹行为研究说明, “主导有效短求解‘’〕。应用线性回归统计分析方法, 给定显著水
裂纹”裂尖前沿扩展条件的差异是随机疲劳损伤、平“下的上下置信限可近似表示为
短裂纹扩展和响应行为以及疲劳寿命存在分
散性的本质原因〔一。考虑这一分散性和材料常数
的相关性, 该材料循环应力幅和疲劳寿命数据的统
计规律以及随机和循环应变一寿命行为
的表征方法已做了探索“一’。本文基于该材料的
试验结果和以上研究, 探索基于应变的疲劳可靠性
分析方法。
式中气, 久, 一一刁香环应力幅置信上限和下限
,
随机循环应力一应变模型一一弹性模量置信上限和下限
叽, 川强度系数置信上限和下限
, —
, 注意料常和以及和是与
考虑响应存在分散性基于材数弋川显
著水平“相关的参量。以上概率曲线和置信限较
国家自然科学基金、四川省青年科技基金《洲卜、好地描述了不锈钢管道焊缝金属的低
四川省强度与振动重点实验室开放基金和中国博士后科学基金周疲劳试验结果图。
一以力资助项目。收到初稿, 收到修改稿
机械工程学报第卷第期
一
耐式中, 筑裂纹萌生寿命置信上限和下限
, ,
七—
撰侧毕只‘愉荟、吸吸疲劳强度系数置信上限和下限
气, 勺—疲劳塑性系数置信上限和下限
, 。
注意材料—常数乞和二, 以及。乞和成, 是与
显著水平“相关的参量。这些概率