[发明专利]一种估算结构危险点概率疲劳寿命的符合性检验方法

权利要求书

1.一种估算结构危险点概率疲劳寿命的符合性检验方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将疲劳损伤力学演化模型中的参数视为随机变量，所述疲劳损伤力学演化模型的率形式表示为：

其中，

上式中，S、s、q是模型参数，Y称为应变能密度释放率，σ_m是平均应力，σ_eq是等效应力，E是弹性模量，ν是泊松比，是累积塑性应变率，是塑性应变率张量，

对于不同应力水平下常幅谱疲劳试验值，用数值优化反演疲劳损伤力学演化模型参数的原始样本值，并分别求得各参数的均值和标准差，数值优化反演的目标函数和约束条件为：

min[f(S_ki,s_ik,q_ik)-N_ki]²

0＜s_ki≤5

s.t.0＜S_ki≤5

0＜q_ki≤5 (2)其中，N_ki为k级应力幅值下第i个疲劳寿命试验值；S_ki，s_ki，q_ki为相应的待解疲劳损伤力学演化模型参数，D_c为由静力拉伸试验获得的损伤门槛值，略去下标后有：

为疲劳损伤力学演化模型计算的疲劳循环数；由式(2)计算发现，S_ki、s_ki各值变化很小，q_ki的均值及标准差分别为

其中，n_k为第k级应力幅值下疲劳试验的有效件数；

2)确定模型参数中的确定性的材料常数和变量模型参数，建立各级应力幅值下变量模型参数q关于对数正态随机寿命标准化后的非嵌入多项式混沌展开为：

其中，C_j为确定性系数，ψ_j(ξ)为标准正态分布变量ξ的Hermite多项式基函数，N_pc为该展开式的项数，其值表示为：

其中，b为Hermite多项式的最高阶数；n＝1为随机变量个数，即只有q一个随机变量，

上式中，混沌多项式的各项系数C₀,C₁,…,CN_pc-1，由式(6)计算：

其中，右端列阵为对应于各试验疲劳寿命N_ki的模型参数q_ki的数值，并将其排序为0至M；左端系数矩阵各元素为Hermite多项式各基函数ψ_j，j＝0,....,N_pc-1，在ξ_l上的取值，l＝0,....,M为疲劳试验寿命数据N_ki的字典排序数；ξ_l为各试验疲劳寿命N_ki的对数值并经标准正态变换后的取值，即

其中,μ_l、σ_l为试验疲劳对数寿命lgN_ki的均值和标准差；

3)对变量模型参数的概率分布进行EDF拟合优度检验，完成变量模型参数的概率化；

4)运用结构有限元数值模型计算结构危险细节在复杂载荷谱下的应力峰谷值，获得危险点应力峰谷值序列，完成疲劳损伤的概率抽样计算，获得疲劳损伤的数值计算样本，计算完成金属结构细节危险点的疲劳寿命的概率样本数值。

2.根据权利要求1所述的一种估算结构危险点概率疲劳寿命的符合性检验方法，其特征在于，还包括步骤5)，对疲劳寿命的概率样本数值进行统计检验获得金属结构细节危险点的疲劳寿命的完整概率分布，若相同载荷谱下疲劳寿命试验值落入所计算的对数寿命概率分布的预设置信区间内，则概率符合检验；反之，则不符合。

3.根据权利要求2所述的一种估算结构危险点概率疲劳寿命的符合性检验方法，其特征在于，所述预设置信区间为95％的置信区间。