铝合金缺口件疲劳载荷谱低载巴氏等效

作     者：金甲 

作者单位：南京航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姚卫星

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：缺口件 疲劳载荷谱 载荷折算 载荷谱等效 Bhattacharyya距离 顺序效应 P-S-N曲线 

摘      要：名义应力法、局部应力应变法、应力场强法等估算方法虽然可以用来预测构件的疲劳寿命,但在一定程度上仍各有不足。在工程应用中,仍需使用试验的方法来得到构件的疲劳寿命。因此编制载荷谱进行疲劳试验仍然是目前研究的热点问题,载荷谱编制的重点是如何合理地进行简化。本文结合疲劳寿命和疲劳分散性两个方面,对缺口件存在的载荷顺序效应和局部应力应变分散性进行了讨论,进行了相关试验的研究,在载荷谱编制上取得了新的进展。本文注意到了缺口件的应力集中导致随机加载中产生顺序效应和相互作用效应,编谱环节也会存在谱载荷顺序效应,从微观和宏观的角度,考虑了其对疲劳寿命造成的影响。其中载荷顺序效应影响较大,选用雨流再建谱法,编制了与实际情况相近的中等损伤谱进行试验研究。本文的试验研究基于试验应力下试件的P-S-N曲线,由于试验方法得到P-S-N曲线耗时长成本高,通过随机有限元法,用局部应力应变分散性将缺口件与光滑件联系起来,得到了预测的P-S-N曲线进行试验研究。为了对载荷谱进行合理的简化浓缩,本文选取了Bhattacharyya距离作为衡量原谱与编制谱相似程度的参量,综合考虑寿命均值与分散性,得到了载荷谱编制的方法。在舍去低载时考虑的是B距离在一定范围内,尽可能多地舍去对疲劳损伤影响不大的载荷。在载荷折算时考虑的是在给定折算水平下,相应的B距离最小,求对应的等效谱。试验结果表明该方法能大幅减小试验时间,得到有效的试验谱,进一步缩减了疲劳试验成本。