基于模糊理論的疲勞損傷累積模型研究.pdf

1、材料或構件發(fā)生疲勞破壞,主要是因為其在循環(huán)載荷作用下產生不可逆損傷,并由于損傷的不斷累積而最終導致失效或破壞。因此,分析產生疲勞破壞的原因,研究和解決材料的疲勞損傷等問題,以建立合理的損傷累積模型具有重要的意義。
　　 針對疲勞損傷累積的主要特征,分析了加載順序和材料疲勞極限衰減等兩種主要因素對損傷累積的影響。對不同應力水平下對數(shù)疲勞壽命不滿足正態(tài)線性Gauss-Markov假設的情況,應用Box-Cox變量變換擬合法來解決三參

2、數(shù)P-S-N曲線擬合問題。基于模糊數(shù)學理論闡述了模糊疲勞損傷理論,并在Miner法則的基礎上,結合模糊理論推導了沙堆疲勞損傷累積模型SPFDCM。在SPFDCM基礎上,進一步探討了非均勻沙堆疲勞損傷累積模型HSPFDCM。
　　 主要研究結論如下:
　　 (1)加載順序和材料疲勞極限衰減均會對疲勞損傷累積產生影響:低-高加載順序下,低應力要對材料產生強化效應,延緩損傷發(fā)展;高-低加載順序下,高應力會削弱裂紋閉合效應而增加

3、裂紋擴展,低應力會在已形成擴展裂紋的階段促進損傷發(fā)展。
　　 (2)四種材料的驗證分析表明:利用Box-Cox變量變換擬合法估計三參數(shù)P-S-N曲線比利用最小二乘法的擬合效果更好,擬合的相對誤差僅為最小二乘法擬合的1/4～1/2,使變換后模型的殘差達到最小,提高了原始數(shù)據的擬合精度。
　　 (3)結合疲勞分析中的模糊現(xiàn)象闡述了模糊疲勞損傷理論及其應用可行性。
　　 (4)提出了反映加載順序對損傷累積影響的伴隨損傷