[发明专利]一种基于局部应力-应变法的疲劳寿命校准方法

说明书

本发明公开了一种基于局部应力‑应变法的疲劳寿命校准方法，属于飞机强度设计技术领域。包括：步骤一、确定局部应力‑应变法中的最敏感参数K_f；步骤二、对K_f进行修正，以期实现对疲劳性能曲线参数的修正；根据预先指定的载荷应力谱，确定其对应的中值寿命t₅₀为目标进行优化；设定初始值，并不断调整K_f的取值，反复用局部应力‑应变法计算中值寿命，直至计算的中值寿命等于确定的中值寿命t₅₀，此时对应的K_f值即为修正后的S‑N曲线三参数式中的K_f值；步骤三、对确定的局部应力‑应变法及其对应K_f值进行验证；利用优化得到的参数和局部应力‑应变法进行载荷谱下的寿命预测并将预测计算的该载荷谱下的计算的中值寿命t'与载荷谱下的实测中值寿命比较误差。

技术领域

本发明属于飞机强度设计技术领域，具体涉及一种基于局部应力-应变法的疲劳寿命校准方法。

背景技术

当前，对飞机疲劳关键部位进行随机谱下的寿命分析时，由于随机谱中存在复杂的载荷交互作用，因此目前尚未有一个普遍适用的高精度损伤累积模型能较好地预测其疲劳寿命。

但通过研究发现，系列化飞机往往在结构和载荷谱上具有很大的继承性，因此可以采用已有型号的疲劳试验结果，对后续型号的疲劳寿命进行预测。

发明内容

本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种基于局部应力-应变法的疲劳寿命校准方法，可在变换随机载荷谱的情况下，仍保证计算所得的疲劳寿命具有较高的精度。

本发明的技术方案：一种基于局部应力-应变法的疲劳寿命校准方法，所述局部应力-应变法的ε_a-2N_f曲线的表达式：

式中，ε_a为应变幅值，σ'_f为疲劳强度系数，b为疲劳强度指数，ε'_f为疲劳延性系数，c为疲劳延性指数，2N_f为到破坏的反复数；

包括以下步骤：

步骤一、确定局部应力-应变法中的最敏感参数；

所述ε_a-2N_f曲线包括5个参数：ε_a、σ'_f、b、ε'_f、c；

a)对ε_a进行优化，相当于在ε_a-2N_f曲线表达式左侧乘以一个系数k，相关敏感参数有K_f、σ'_f、b、ε'_f、c；

b)由于局部应力-应变法适用于应力集中较大及应力集中区较大范围进入屈服的情况，弹性段性能参数不应作为主要考虑的因素，因此，在上述参数中取K_f为最敏感的参数；

步骤二、对K_f进行修正，以期实现对疲劳性能曲线参数的修正；

c)根据预先指定的载荷应力谱，确定其对应的中值寿命t₅₀为目标进行优化；

d)设定初始值，并不断调整K_f的取值，反复用局部应力-应变法计算中值寿命，直至计算的中值寿命等于确定的中值寿命t₅₀，此时对应的K_f值即为修正后的S-N曲线三参数式中的K_f值；

步骤三、对确定的局部应力-应变法及其对应K_f值进行验证；