[发明专利]一种基于疲劳累积损伤的可靠度建模方法

权利要求书

1.一种基于疲劳累积损伤的可靠度建模方法，其特征在于：所述基于疲劳累积损伤的可靠度建模方法的具体过程为：

步骤一：根据疲劳应力寿命法和概率损伤容限建立基于疲劳累积损伤的可靠度模型：

PoF(dam)＝∫∫f_a(a|dam)f_ac(a_c)dada_c (1)

其中PoF(dam)表示结构疲劳累积损伤为dam时的失效率，a|dam表示结构疲劳累积损伤为dam时的裂纹长度，a为结构裂纹长度，f_a(a|dam)表示结构裂纹长度概率密度分布函数，a_c结构临界裂纹长度，f_ac(a_c)表示结构临界裂纹长度概率密度分布函数；

步骤二：根据回归模型确定结构疲劳累积损伤为dam时的f_a(a|dam)，通过确定的f_a(a|dam)求解步骤一建立的基于疲劳累积损伤的可靠度模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于疲劳累积损伤的可靠度建模方法，其特征在于：所述步骤一中疲劳应力寿命法的表达式为：

dam_i＝n_i/N_i (3)

其中dam_i为损伤分量，D为总累积损伤量，n_i为试件在应力水平为S_i的作用下的工作循环次数，N_i为试件在应力水平S_i下的破坏循环次数。

3.根据权利要求2所述的一种基于疲劳累积损伤的可靠度建模方法，其特征在于：所述骤一中概率损伤容限的裂纹干涉寿命模型为：

其中f_a(a,t)是飞行时刻为t时的裂纹分布密度函数，是结构临界裂纹的尺寸分布密度函数，PoF(t)是飞行时刻为t时结构的失效率。

4.根据权利要求3所述的一种基于疲劳累积损伤的可靠度建模方法，其特征在于：所述步骤一中建立基于疲劳累积损伤的可靠度模型的具体过程为：

飞行时刻t的循环载荷数N通过结构健康监测系统获得，依据应力寿命法，结合得到的循环载荷数N，得到t时刻的疲劳累积损伤dam，因此存在如下式所示的转换关系：

由式(5)和式(4)转换为基于疲劳累积损伤的可靠度模型。

5.根据权利要求4所述的一种基于疲劳累积损伤的可靠度建模方法，其特征在于：所述步骤二中根据回归模型确定结构疲劳累积损伤为dam时的f_a(a|dam)的具体过程为：

其中μ(dam)表示结构疲劳累积损伤为dam时裂纹长度a的对数正态分布均值，σ(dam)表示结构疲劳累积损伤为dam时裂纹长度a的对数正态分布偏差；

采用二次回归模型对μ(dam)进行回归分析：

μ(dam)＝a₁dam²+b₁dam+c₁ (7)

其中a₁、b₁、c₁为二次回归模型的回归系数；

采用三次回归模型对σ(dam)进行回归分析：

σ(x)＝a₂dam³+b₂dam²+c₂dam+d₂ (8)

其中a₂、b₂、c₂、d₂为三次回归模型的回归系数；

将回归得到的μ(dam)和σ(dam)代入公式(6)中得到结构疲劳累积损伤为dam时的f_a(a|dam)。