基于超高斯振動(dòng)激勵(lì)的結(jié)構(gòu)加速壽命試驗(yàn)技術(shù)研究.pdf

1、振動(dòng)環(huán)境廣泛存在于裝備服役期間的各個(gè)環(huán)節(jié)，引起的疲勞問(wèn)題嚴(yán)重危及重大裝備及結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。如果能夠提前準(zhǔn)確預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)疲勞壽命，就可在研制階段為裝備定壽、延壽提供科學(xué)的依據(jù)，并在使用階段及時(shí)采取預(yù)防措施以防災(zāi)難性事故的發(fā)生。隨著結(jié)構(gòu)可靠性水平的提高，結(jié)構(gòu)振動(dòng)疲勞壽命越來(lái)越長(zhǎng)，振動(dòng)加速試驗(yàn)成為驗(yàn)證其壽命能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的必然選擇。
　　當(dāng)前工程中進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動(dòng)疲勞分析和加速壽命試驗(yàn)研究時(shí)，通常假設(shè)結(jié)構(gòu)承受的隨機(jī)載荷符合高斯分布

2、。但在實(shí)際環(huán)境中，許多隨機(jī)載荷呈現(xiàn)比較明顯的超高斯特性，尤其是在工況惡劣或者極端環(huán)境下。而隨機(jī)載荷的超高斯特性對(duì)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)疲勞壽命有著不容忽視的影響，采用高斯假設(shè)會(huì)給裝備服役或使用埋下隱患。因此，開(kāi)展基于超高斯振動(dòng)激勵(lì)的結(jié)構(gòu)加速壽命試驗(yàn)技術(shù)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　針對(duì)裝備在超高斯隨機(jī)振動(dòng)環(huán)境下的結(jié)構(gòu)壽命與可靠性評(píng)估需求，本文對(duì)超高斯振動(dòng)激勵(lì)下結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)應(yīng)力響應(yīng)分析、超高斯振動(dòng)結(jié)構(gòu)疲勞壽命計(jì)算方法、超高斯振動(dòng)加速模

3、型及試驗(yàn)策略等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　1.通過(guò)振型疊加法建立了等截面懸臂梁在超高斯基礎(chǔ)加速度激勵(lì)下的動(dòng)態(tài)應(yīng)力響應(yīng)計(jì)算公式，并通過(guò)數(shù)值仿真算例得到了超高斯振動(dòng)激勵(lì)的峭度及帶寬對(duì)應(yīng)力響應(yīng)超高斯特性的影響規(guī)律。
　　2.以缺口懸臂梁結(jié)構(gòu)為試驗(yàn)對(duì)象，通過(guò)設(shè)計(jì)不同的試驗(yàn)剖面開(kāi)展超高斯隨機(jī)振動(dòng)摸底試驗(yàn)，系統(tǒng)研究了超高斯隨機(jī)振動(dòng)激勵(lì)各參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)疲勞壽命的影響規(guī)律，為制訂科學(xué)合理的試驗(yàn)策略奠定了基礎(chǔ)。

4、　　3.采集并分析了摸底試驗(yàn)中結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)點(diǎn)處的動(dòng)態(tài)應(yīng)變信號(hào)，進(jìn)一步驗(yàn)證了數(shù)值仿真算例中得到的結(jié)論，同時(shí)驗(yàn)證了振動(dòng)疲勞壽命時(shí)域計(jì)算方法對(duì)超高斯振動(dòng)的有效性。
　　4.基于故障物理分析方法，結(jié)合線性系統(tǒng)理論與隨機(jī)過(guò)程理論推導(dǎo)了高斯、超高斯振動(dòng)加速模型，給出了模型中未知參數(shù)的估計(jì)方法，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了模型及參數(shù)估計(jì)方法的有效性。
　　5.基于超高斯振動(dòng)加速模型，提出了一種工程實(shí)用的隨機(jī)振動(dòng)疲勞加速試驗(yàn)策略，并根據(jù)試驗(yàn)流程設(shè)計(jì)了相應(yīng)的