[发明专利]一种小样本量测定航空发动机材料高周疲劳P-S-N曲线测试方法

权利要求书

1.一种小样本量测定航空发动机材料高周疲劳P-S-N曲线测试方法，其特征在于，包括：

基于同一试样在不同应力水平下疲劳寿命在各自母体分布中相同的概率分布点符合式(4)表达式：

式(4)中，n_ji为试样i在第j应力水平下的对数寿命，μ_j为第j应力水平下的对数寿命均值，σ_j为第j应力水平下的对数寿命标准差；下标j换为k时含义相同；

不同应力水平下的各个寿命样本点之间存在一一对应的关系，根据式(4)的对应关系，把某一应力水平上的疲劳寿命等效到另一个应力水平上，实现样本信息聚集，进而由小样本试验得到当量大样本，并依据当量大样本数据进行寿命分布参数统计。

2.根据权利要求1所述的一种小样本量测定航空发动机材料高周疲劳P-S-N曲线测试方法，其特征在于，式(4)由以下步骤得出：

基于同一试样在不同应力水平下疲劳寿命在各自母体分布中相同的概率分布点符合式(1)表达式：

p(n'_ji)＝p(n'_ki) (1)

式(1)中，j应力水平母体寿命N_j小于试样i在该应力水平得到寿命n_ji的概率(p(n'_ji)＝P(N'_j＜n'_ji)，式(2)与k应力水平母体寿命N_k小于同一试样i在k应力水平得到n_ki的概率相同；

高周疲劳寿命服从对数正态分布，即lgN～N(μ,σ2)，有式(3)表达式：

则式(1)表达为式(4)表达式：

式(4)中，n_ji为试样i在第j应力水平下的对数寿命，μ_j为第j应力水平下的对数寿命均值，σ_j为第j应力水平下的对数寿命标准差；下标j换为k时含义相同。

3.根据权利要求1所述的一种小样本量测定航空发动机材料高周疲劳P-S-N曲线测试方法，其特征在于，还包括：确定各级应力水平下的疲劳寿命分散性，即确定对数标准差-应力水平关系，对数标准差σ与应力s的关系表示为式(6)：

σ(s_j)＝σ(s₁)+K(s_j-s₁) (6)

式(6)中，σ(S_j)为第j级应力水平下的对数寿命标准差，K为直线斜率；当某一应力水平s₁下的寿命标准差确定后，由式(6)确定其余应力水平标准差。

4.根据权利要求1所述的一种小样本量测定航空发动机材料高周疲劳P-S-N曲线测试方法，其特征在于，还包括：在较小样本量的情况下，拟合出中值S-N直线方程，方程形式为式(5)：

式(5)中，s为应力幅值，n为疲劳寿命，C、b为拟合常数。