金屬材料在多軸非比例隨機載荷下的疲勞壽命分析.pdf

1、疲勞是重復加載引起的破壞形式，時域的方法計算量大，因而研究頻域的譜方法很有必要。工程實際中，材料所處的載荷環(huán)境十分復雜，有常幅交變載荷，不定振幅比例載荷，非比例載荷等，正確處理多軸非比例隨機載荷是多軸疲勞問題的關鍵。
　　首先，分析各種金屬材料在非比例載荷作用下的壽命衰減度，加載路徑對壽命的影響和材料的硬化作用，等效應變幅和應力幅與疲勞壽命的關系，討論壽命衰減與材料延展性的關系。
　　其次，通過載荷矩陣和頻響函數(shù)矩陣推導得出

2、響應的功率譜密度，推導適用于多軸疲勞問題的考慮相位角的Mises和Lemaitre phase方法，非比例程度，用相位角表征，0度表示線性相關，90度表示非比例情況，最大的等效應力就是其對應的功率譜密度即等效應力幅，由此，可在頻率內分析疲勞問題；經過大量實驗驗證，設置相關系數(shù)，耦合雙軸疲勞特性曲線，綜合考慮軸向切向的疲勞特性參數(shù)，得出適用于正交高斯分布的疲勞壽命計算公式，將Mises和Lemaitre phase方法計算出的壽命和實驗壽

3、命比較驗證，發(fā)現(xiàn)Lemaitre phase方法更加貼近實驗值，且在三倍因子內，是一種比Mises方法精度高、誤差小的估算方法，尤其適用非比例載荷，計算結果與切向和軸向的應力均方根比相關，越接近1，結果越集中，越接近0，結果越離散。
　　最后，分析疲勞設計方法，在靜力分析的基礎上進行疲勞分析，用軟件模擬比例、非比例載荷環(huán)境，計算疲勞壽命和損傷值，與理論計算的結果比較分析，校核安全系數(shù)；對于不定振幅載荷，分析雨流和損傷陣列圖，發(fā)現(xiàn)大