多軸隨機(jī)振動(dòng)頻域疲勞方法的研究與應(yīng)用.pdf

1、本文基于臨界損傷平面法對(duì)多軸隨機(jī)振動(dòng)疲勞在時(shí)域和頻域范圍內(nèi)進(jìn)行了研究。結(jié)合應(yīng)力張量分量的協(xié)方差矩陣，采用最大方差法編制程序?qū)崿F(xiàn)疲勞薄弱點(diǎn)的臨界面位置的確定。并對(duì)用來(lái)表示臨界面位置的方向余弦向量的步長(zhǎng)以及閾值對(duì)臨界面位置的影響進(jìn)行了探索，發(fā)現(xiàn)步長(zhǎng)越小越能得到比較精確的臨界面位置，但是太小又會(huì)嚴(yán)重影響計(jì)算效率，同時(shí)閾值太大，得到的最大方差值偏離實(shí)際值就會(huì)較大，進(jìn)而影響臨界面位置的確定。通過(guò)對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)方向余弦步長(zhǎng)達(dá)到0.01，閾值選取1

2、e-6時(shí)，即可搜索到比較準(zhǔn)確的臨界面位置。根據(jù)確定好的臨界面位置，再結(jié)合多軸應(yīng)力等效準(zhǔn)則，獲取等效應(yīng)力和等效應(yīng)力功率譜密度。
　　引入懸臂梁模型，在四種工況條件下，分別在時(shí)域和頻域范圍內(nèi)討論了疲勞壽命的計(jì)算結(jié)果。在時(shí)域中，是根據(jù)臨界面法確定的等效應(yīng)力再結(jié)合材料的疲勞特性，經(jīng)過(guò)循環(huán)計(jì)數(shù)后，采用線性損傷累積的方法完成對(duì)疲勞壽命的估算。
　　在頻域中，通過(guò)等效應(yīng)力功率譜密度確定頻域方法計(jì)算疲勞壽命所需的參數(shù)后，根據(jù)疲勞壽命計(jì)算公式

3、完成對(duì)疲勞壽命的估算。本文一方面基于時(shí)域響應(yīng)的自譜密度和互譜密度，使用由二者構(gòu)造的應(yīng)力分量的功率譜密度函數(shù)矩陣以及只考慮自譜密度、忽略互譜密度構(gòu)造的應(yīng)力分量的功率譜密度函數(shù)矩陣完成多軸頻域疲勞壽命的計(jì)算，另一方面，使用了基于頻域激勵(lì)的隨機(jī)振動(dòng)頻響分析法計(jì)算了多軸疲勞壽命，通過(guò)對(duì)時(shí)域法和三種頻域法得到的疲勞壽命的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)互功率譜密度對(duì)結(jié)果的影響很小。因此可以在頻域范圍內(nèi)，使用基于臨界面法的隨機(jī)振動(dòng)頻響分析完成多軸疲勞壽命計(jì)算。