基于概率斷裂力學的結構疲勞失效分析.pdf

1、疲勞失效是結構的主要失效方式之一。自1871年W(o)hler論述疲勞壽命與交變載荷關系的論文發(fā)表以來，人們充分地認識了不同材料在不同載荷和環(huán)境條件下的疲勞壽命。在科學技術進步的今天，現代機械向高端精密的方向發(fā)展，實際工程結構的安全性受到外部作用力和環(huán)境等因素的影響。此外，疲勞壽命也因為材質晶粒構造的不均勻性、夾雜等瑕疵的不確定性、生產制造中的人為影響和運轉過程中的偶然因素而形成較大的離散性。因此，從概率論和數理統計的方向出發(fā)，分析結構

2、的疲勞壽命，對增強工程結構的機械性能和使用壽命、減少經濟成本具有相當重要的意義。本文各章節(jié)安排如下:
　　第一章綜述了疲勞失效的重要性與研究意義以及疲勞的研究進展，并概述了本文工作的主要內容。
　　第二章詳細闡述了斷裂力學的基本理論，包括裂紋的分類、擴展模式、求解應力強度因子的方法和疲勞裂紋擴展速率，然后介紹了關于疲勞壽命預測的各種方法，最后簡述了疲勞應用統計學的基礎知識，為后續(xù)的分析提供理論依據。
　　第三章建立了斷

3、裂力學模型，裂紋尖端采用退化單元，模擬裂紋尖端應力在線彈性材料中的奇異性。運用蒙特卡洛方法對管道的疲勞裂紋擴展壽命進行預測，將所得結果與確定性斷裂力學的預測值進行比較。結果表明，程序計算的壽命比理論壽命值小，更接近構件的真實壽命。隨后討論了初始裂紋長度、斷裂韌度、隨機變量的數字特征等因素對管道疲勞裂紋擴展壽命的影響，提高了分析的準確性和安全性，具有較好的工程應用價值。
　　第四章研究了葉輪的疲勞裂紋擴展壽命，其中包括腐蝕條件下葉輪