[发明专利]基于不确定性预测试件安全断裂疲劳寿命的方法

说明书

本公开提供一种基于不确定性预测试件安全断裂疲劳寿命的方法，包括：获取所述试件的应力强度因子门槛值和疲劳极限；根据所述应力强度因子门槛值和所述疲劳极限获得所述试件的当量初始裂纹长度的数值或分布；根据所述当量初始裂纹长度的数值或分布，以及试件的临界裂纹长度，获得所述试件的疲劳总寿命；根据所述疲劳总寿命和剩余强度，获取安全裂纹长度；获取所述试件在不确定损伤映射下裂纹长度的对应关系；根据所述安全裂纹长度和所述裂纹长度的对应关系，评估所述试件的安全断裂疲劳寿命。该方法较为简单、成本较低。增加了结构构件安全运行的可靠性。

技术领域

本公开涉及疲劳寿命预测技术领域，具体涉及一种基于不确定性预测试件安全断裂疲劳寿命的方法。

背景技术

疲劳断裂是构件在远低于材料的抗拉强度或临界应力变动载荷的长期作用下，由于在构件中产生累积损伤在其中产生裂纹及裂纹发生扩展而导致构件发生断裂现象。

一直以来，疲劳断裂是大多数工程技术人员和设计人员所关注的重要问题。在工程设计中，能够准确预测结构的疲劳断裂问题是准确预测结构安全寿命的重要保障。如今，随着科学技术的发展，根据极限寿命乘以相关系数得到的安全寿命，在实际应用中已不能满足要求，在工程上曾不止一次地发生结构在其安全期内，却发生断裂的安全事故，因此，引入了损伤容限和基于概率分布的损伤容限技术。损伤容限与疲劳安全寿命不同，损伤容限承认结构中存在着一定程度的未被发现的初始缺陷，然后通过损伤容限特性分析与试验，对可检结构给出检修周期，以确保结构由足够的剩余强度，对不可检结构给出最大允许初始损伤，以确保在给定的使用寿命期限内，不至于由于未被发现的损伤导致灾难性的事故。然而，目前考虑各种不确定因素的概率特性而建立的能准确地描述结构的剩余强度与裂纹扩展规律的可靠性、以及指定结构的扩展寿命和检查周期的方法并没有完全形成。

因此，需要建立一种既能准确预测结构寿命，又能保证结构构件安全运行的方法。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种基于不确定性预测试件安全断裂疲劳寿命的方法，以建立一种既能够准确预测结构寿命，又能保证结构构件安全运行的方法。

为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的第一个方面，提供一种基于不确定性预测试件安全断裂疲劳寿命的方法，包括：

获取所述试件的应力强度因子门槛值和疲劳极限；

根据所述应力强度因子门槛值和所述疲劳极限获得所述试件的当量初始裂纹长度的数值或分布；

根据所述当量初始裂纹长度的数值或分布，以及试件的临界裂纹长度，获得所述试件的疲劳总寿命；

根据所述疲劳总寿命和剩余强度，获取安全裂纹长度；

获取所述试件在不确定损伤映射下裂纹长度的对应关系；

根据所述安全裂纹长度和所述裂纹长度的对应关系，评估所述试件的安全断裂疲劳寿命。

在本公开的示例性实施例中，获取所述试件的应力强度因子门槛值和疲劳极限包括：对所述试件进行疲劳试验，获得所述试件的曲线曲线和S-N曲线；根据所述曲线获得所述应力强度因子门槛值；根据所述S-N曲线获得所述疲劳极限。

在本公开的示例性实施例中，所述当量初始裂纹长度满足如下第一关系式：