基于連續(xù)損傷理論的構(gòu)件疲勞裂紋可靠性壽命研究.pdf

1、隨著全球機(jī)械工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，構(gòu)件的疲勞失效已成為工程領(lǐng)域中備受關(guān)注的重要課題。對(duì)一般的機(jī)械結(jié)構(gòu)而言，疲勞失效的過程可分為裂紋形成階段和裂紋擴(kuò)展階段。在當(dāng)前的疲勞分析框架中，雖然裂紋形成階段與裂紋擴(kuò)展階段同屬于一個(gè)連續(xù)性的疲勞失效過程，但它們卻被當(dāng)作兩個(gè)相互獨(dú)立的過程來分別研究的。因此，改變其被獨(dú)立處理的現(xiàn)狀，將二者統(tǒng)一結(jié)合在損傷力學(xué)理論下，研究疲勞裂紋壽命具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文基于連續(xù)損傷理論，介紹了工程構(gòu)件在不考

2、慮初始損傷時(shí)，預(yù)估拉壓直桿、純彎曲梁受交變載荷作用下的疲勞裂紋壽命的封閉解，在其基礎(chǔ)上利用虛功原理進(jìn)一步推導(dǎo)了工程上常見的拉壓與彎曲組合變形的疲勞裂紋壽命的封閉解答公式。通過分析結(jié)果，可以看出該封閉解答公式與純彎曲的結(jié)果在形式上是相似的。然后應(yīng)用ANSYS有限元仿真分析對(duì)計(jì)算結(jié)果的正確性進(jìn)行驗(yàn)證。接著給出了兩種確定材料P-S-N曲線的方法，一是應(yīng)用損傷力學(xué)的方法，建立初始損傷度與可靠度的關(guān)系，根據(jù)所獲取的LC4高強(qiáng)度鋁合金材料中值疲勞曲

3、線數(shù)據(jù)，確定了材料的P-S-N曲線;二是利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，對(duì)LY12CZ鋁合金材料疲勞壽命分布進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)，得到一定應(yīng)力水平下存活率（即可靠度）與壽命的關(guān)系，繪制出材料的P-S-N曲線，并利用擬合出的P-S-N曲線，給出了工作應(yīng)力和壽命服從一定分布時(shí)的疲勞可靠壽命的計(jì)算方法。
　　本文推導(dǎo)了工程上常見的拉壓與彎曲組合變形的疲勞裂紋壽命的封閉解答公式，為解決工程實(shí)際問題提供了理論基礎(chǔ)。應(yīng)用損傷力學(xué)確定材料P-S-N曲線的方法，不但節(jié)