考虑材料分散性后Miner理论在多轴两级阶梯谱下的适用性研究.pdfVIP

学兔兔 第51卷第14期 机 械 工 程 学 报 VO1．5l NO．14 2 0 1 5年 7 月 JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Ju1． 2 0 1 5 DoI：1O．3901／JME．2015．14．038 考虑材料分散性后Miner理论在多轴两级 阶梯谱下的适用 性 研究木 夏天翔 姚卫星2刘向民 嵇应凤 r1．南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室 南京 210016： 2．南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室 南京 210016) 摘要：将材料疲劳寿命的对数正态分布参数引入Miner疲劳损伤累积理论，推导出两级阶梯谱下的疲劳损伤概率密度函数； 进而给出累积损伤分散带。使用航空工业常用的LY12CZ铝合金，进行一系列多轴两级阶梯谱试验。依据补充的和文献已有 的试验，使用本文方法计算考虑材料分散性后不同阶梯谱下的损伤分散带。通过对比损伤分散带和Miner理论计算值，考察 不同类型多轴阶梯谱下Miner理论的适用性。分析结果表明，对于恒路径变幅谱和变路径常幅谱，由于前后级载荷的幅值较 为接近，Miner理论的适用性与载荷非比例度的变化情况有关，载荷非比例度变化越大，Miner理论的适用性越好；对于变 路径变幅谱，由于幅值差别较大，载荷变化对损伤累积的影响大于材料分散性带来的不确定性，Miner理论不适用。 关键词：Miner理论；材料分散性；多轴疲劳；概率可靠性 中图分类号：O346 Study on the Applicability of Miner’S Law under Multiaxial 2-stage Step Loading Spectra with Consideration of Material Dispersion XIA Tianxiang YAO Weixing LIU Xiangmin JI Yingfeng (1．Key Laboratory of Fundamental Science for National Defense—Advanced Design Technology of Flight Vehicle， Nanjing University ofAeronautics and Astronautics，Nanjing 210016； 2．State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures， Nanjing University ofAeronautics and Astronautics，Nanjing 210016) Abstract：Based on Miner’S law and probability theory,the probability density function of damage sum under the 2-stage step loading spectrum is proposed，by taking the logarithm normal distribution of the fatigue life into account．The method to determ ine the scatter of the accumulative fatigue damage is further proposed．A series of experiments under multiaxial 2-stage step loading spectra are conducted o