[发明专利]一种考虑低于疲劳极限加载的疲劳损伤分析方法

摘要

本发明涉及一种考虑低于疲劳极限加载的疲劳损伤分析方法，当加载的疲劳载荷的幅值是高‑低两级加载或高低交替加载时，结构在高幅值载荷作用下产生初始损伤，再受到低于疲劳极限载荷的作用，材料的疲劳性能会持续劣化，对疲劳损伤累积造成影响；基于模糊数学理论提出了一种改进的非线性连续损伤累积模型，利用隶属函数考虑低于疲劳极限载荷引起的损伤。该模型以连续损伤力学为基础，将载荷参数与损伤参量相关联，体现了加载顺序变化对疲劳损伤的影响；同时利用强化函数和隶属函数描述了低于疲劳极限的小载荷所引起的损伤参量。通过逐级推导建立了综合考虑载荷参数特征的多级加载疲劳损伤累积模型，保证了机械结构寿命预测及损伤评估的可靠性。

主权项

1.一种考虑低于疲劳极限加载的疲劳损伤分析方法，其特征是：当加载的疲劳载荷的幅值是高‑低两级加载或高低交替加载时，结构在高幅值载荷作用下产生初始损伤，再受到低于疲劳极限载荷的作用，材料的疲劳性能会持续劣化，对疲劳损伤累积造成影响；因此，低载强化效应的疲劳寿命预测方法为：在低载强化效应下结构的疲劳寿命所有增加，但损伤会持续恶化，其损伤表达式如下：其中，σi为加载载荷，i为所对应的加载级数，当σF<σi<σ0时，存在低幅加载的强化效应，该载荷下疲劳寿命和损伤累积均所有强化，其中σF是具有强化效应的应力最小值，σ0是疲劳极限；式中，M0、b0、β均为表征材料疲劳特性的模型参数，m’为强化系数，与材料属性相关，根据疲劳试验数据拟合得到，ni为该级低载载荷的加载循环数，Ni*’为该级低载载荷的疲劳循环数，Di为该级低载载荷所对应的损伤残参量。