考慮非比例附加強(qiáng)化的多軸高周疲勞壽命預(yù)測方法.pdf

1、隨著航空業(yè)的飛速發(fā)展，各國對(duì)各類航空器提出了更高的使用壽命要求。飛機(jī)大部分結(jié)構(gòu)需承受復(fù)雜多變的多軸循環(huán)載荷作用，直接應(yīng)用傳統(tǒng)的單軸疲勞理論是遠(yuǎn)不能滿足產(chǎn)品多軸疲勞強(qiáng)度或壽命的設(shè)計(jì)要求。故深入開展復(fù)雜應(yīng)力應(yīng)變場下結(jié)構(gòu)多軸疲勞理論及壽命估算方法的研究已成為發(fā)展先進(jìn)飛機(jī)設(shè)計(jì)理論中的重要研究課題。
　　本文討論了多軸疲勞試驗(yàn)中最常用的薄壁圓管試件名義剪切應(yīng)力的計(jì)算,現(xiàn)在大部分壽命預(yù)測模型中的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力是選取圓管外側(cè)表面處最大剪應(yīng)力。通過分析

2、疲勞破壞機(jī)理，提出了一種同時(shí)考慮應(yīng)力梯度的支撐效應(yīng)和局部循環(huán)硬化的剪切應(yīng)力計(jì)算方法，并通過LY12CZ薄壁圓管疲勞試驗(yàn)檢驗(yàn)剪應(yīng)力計(jì)算方法的準(zhǔn)確性。
　　其次對(duì)多軸非比例加載下壽命估算方法的損傷參量作了系統(tǒng)的回顧，按照是否定量考慮非比例附加強(qiáng)化，將多軸非比例損傷參數(shù)劃分為兩大類：等效損傷量和直接損傷量。等效損傷量以單軸或比例疲勞損傷參量為基礎(chǔ)，引入非比例系數(shù)，形成適用于非比例加載下的等效損傷參量。直接損傷量分析載荷的非比例性對(duì)疲勞損

3、傷的影響，依據(jù)疲勞損傷機(jī)理，直接計(jì)算出用于疲勞壽命估算的損傷參量。分別對(duì)這兩類損傷參量中幾種典型模型進(jìn)行回顧，并引用11種材料多軸疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)四個(gè)典型模型進(jìn)行了評(píng)估比較。
　　最后通過對(duì)非比例加載下的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)等微觀規(guī)律的研究，提出考慮次滑移對(duì)多軸疲勞壽命影響的附加強(qiáng)化系數(shù)。在Itoh、Susmel兩個(gè)成熟的多軸壽命估算模型的基礎(chǔ)上，應(yīng)用本文的非比例系數(shù)進(jìn)行修正，得到修正后的多軸壽命估算模型。并通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)非比例附加強(qiáng)化系數(shù)及壽