基于模糊理論的疲勞損傷累積模型研究.pdf

1、材料或構(gòu)件發(fā)生疲勞破壞,主要是因為其在循環(huán)載荷作用下產(chǎn)生不可逆損傷,并由于損傷的不斷累積而最終導(dǎo)致失效或破壞。因此,分析產(chǎn)生疲勞破壞的原因,研究和解決材料的疲勞損傷等問題,以建立合理的損傷累積模型具有重要的意義。
　　 針對疲勞損傷累積的主要特征,分析了加載順序和材料疲勞極限衰減等兩種主要因素對損傷累積的影響。對不同應(yīng)力水平下對數(shù)疲勞壽命不滿足正態(tài)線性Gauss-Markov假設(shè)的情況,應(yīng)用Box-Cox變量變換擬合法來解決三參

2、數(shù)P-S-N曲線擬合問題?；谀：龜?shù)學(xué)理論闡述了模糊疲勞損傷理論,并在Miner法則的基礎(chǔ)上,結(jié)合模糊理論推導(dǎo)了沙堆疲勞損傷累積模型SPFDCM。在SPFDCM基礎(chǔ)上,進(jìn)一步探討了非均勻沙堆疲勞損傷累積模型HSPFDCM。
　　 主要研究結(jié)論如下:
　　 (1)加載順序和材料疲勞極限衰減均會對疲勞損傷累積產(chǎn)生影響:低-高加載順序下,低應(yīng)力要對材料產(chǎn)生強(qiáng)化效應(yīng),延緩損傷發(fā)展;高-低加載順序下,高應(yīng)力會削弱裂紋閉合效應(yīng)而增加

3、裂紋擴(kuò)展,低應(yīng)力會在已形成擴(kuò)展裂紋的階段促進(jìn)損傷發(fā)展。
　　 (2)四種材料的驗證分析表明:利用Box-Cox變量變換擬合法估計三參數(shù)P-S-N曲線比利用最小二乘法的擬合效果更好,擬合的相對誤差僅為最小二乘法擬合的1/4～1/2,使變換后模型的殘差達(dá)到最小,提高了原始數(shù)據(jù)的擬合精度。
　　 (3)結(jié)合疲勞分析中的模糊現(xiàn)象闡述了模糊疲勞損傷理論及其應(yīng)用可行性。
　　 (4)提出了反映加載順序?qū)p傷累積影響的伴隨損傷