[发明专利]一种二维随机载荷作用下疲劳寿命的计算方法

摘要

本发明公开了一种二维随机载荷作用下疲劳寿命的计算方法，实施步骤包括：通过对目标材料进行试验采集载荷谱数据经统计学分析得到载荷谱数据的幅值、均值两者各自的分布特性及概率密度函数；推算出载荷谱数据的当量载荷的概率密度函数；利用随机载荷作用下的Miner定则和三参数经验公式得出二维随机载荷作用下的累积疲劳损伤计算模型；根据累积疲劳损伤计算模型反求累积疲劳损伤等于1时的疲劳寿命计算模型；根据疲劳寿命计算模型求得目标材料在二维随机载荷作用下的疲劳寿命。本发明能够在零件设计的前期快速地、更准确地对疲劳寿命进行预测，为零件的耐久性设计提供前期参考，降低零部件在开发过程中的失效风险，从而缩短零部件的开发周期。

主权项

1.一种二维随机载荷作用下疲劳寿命的计算方法，其特征在于实施步骤包括：1)通过对目标材料进行试验采集载荷谱数据，经统计学分析得到所述载荷谱数据的幅值、均值两者各自的分布特性及概率密度函数；2)推算出所述载荷谱数据的当量载荷S_eq的概率密度函数f(S_eq)；3)利用式(1)所示随机载荷作用下的Miner定则和式(2)所示在整个中、长寿命区间疲劳寿命和载荷之间的三参数经验公式得出二维随机载荷作用下的累积疲劳损伤计算模型，且二维随机载荷作用下的累积疲劳损伤计算模型如式(6)所示；N_f(S‑S₀)^β＝α           (2)式(1)和式(2)中，D表示目标材料的累积疲劳损伤，N表示目标材料受到的循环载荷总数量，f(S)表示随机载荷的概率密度函数，N_f表示目标材料在载荷S作用下的疲劳寿命，S表示目标材料受到的载荷，S₀表示为常数的载荷系数，α、β为常数系数；式(6)中，D表示目标材料的累积疲劳损伤，N表示目标材料受到的循环载荷总数量，f(S_eq)表示当量载荷S_eq的概率密度函数，S₀表示为常数的载荷系数，α、β为式(2)中的常数系数；4)根据所述累积疲劳损伤计算模型反求累积疲劳损伤等于1时的疲劳寿命计算模型；5)根据所述疲劳寿命计算模型求得目标材料在二维随机载荷作用下的疲劳寿命。