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一种新型的宽带随机谱下疲劳寿命计算模型的建立与分析

一种新型的宽带随机谱下疲劳寿命计算模型的建立与分析吕澎民赵邦华严隽耄(西南交通大学,成都,610021)(兰州铁道学院,兰州,730070)(西南交通大学,成都,610021)摘要通过严密的数学推导和具体的数值分析,建立了一种新型的宽带随机载荷谱下疲劳寿命计算模型,数值计算表明,本模型较国际上已有的几种有代表性的近似计算模型有更大的适应范围和更高的精度。关键词宽带随机谱;疲劳寿命;计算模型分类号O346.21引言承受随机载荷作用的结构,绝大部分是在宽带随机载荷下服役,对于宽带谱下疲劳寿命的研究,由于载荷时间历程的复杂性,人们越来越重视频域内的研究方法,即利用结构疲劳危险部位的功率谱密度(PSD)函数G(f),来得到载荷的概率密度函数(PDF),由PDF求得随机谱下等效应力范围Sh,然后可利用恒幅载荷下的试验数据(S-N曲线,da/dN-Δk曲线等)进行疲劳寿命预估。因此,对于随机载荷下疲劳寿命预估,Sh的计算至关重要。根据S-N...  (本文共9页) 阅读全文>>

《机械科学与技术》2017年07期
机械科学与技术

一种预测随机谱下裂纹扩展曲线的新方法

近年来,飞机结构健康监控(SHM)技术在我国逐步得到重视、发展和应用,并且已经发展了一种基于多元飞参数据的先进战斗机结构故障预测与健康管理(PHM)技术[1-2]。SHM的关键技术之一就是实现对飞机结构损伤的准确预测,从而为结构的寿命预测、风险评估等提供条件,为合理地确定飞机结构检查周期和维修间隔提供可靠依据。鉴于飞机损伤大多以裂纹来体现,因此要达到上述目的,就需要发展在真实飞-续-飞载荷谱下准确预测裂纹扩展曲线的方法。预测方法一般可以分为基于数据驱动的方法、基于物理模型的方法和混合预测方法这3类[3]。传统方法采用合适的裂纹扩展速率模型,如Wheeler模型[4-5]、广义Willenborg模型[6-7]、闭合模型[8]等损伤模型[9]来预测裂纹扩展,是基于物理模型的预测方法,这种方法对物理模型的合理准确性要求非常高,在完全揭示裂纹扩展的物理机制之前,很难提出完全准确的模型。基于数据驱动的预测方法,根据以前收集的数据信息确定...  (本文共6页) 阅读全文>>

《航空学报》1992年02期
航空学报

一种飞-续-飞随机谱的编制方法及软件

为了编制出战斗机机动载荷的飞一续一飞随机过载谱,研制了一套计算机软件‘在方法仁比北大西洋公约组织的疲劳评定载荷标准汇‘l有所改进。下面就有关的主要方面做一些介绍。l软件功能与结构 (l)对空测得到的飞行任务的重心过载历程进行处理,即进行滤波和分级,得到满足要求的各级过载的标准峰谷值序列。 (2)建立对应于飞行任务的峰谷载荷的M盯ko、矩阵曰。 (3)可以把同一飞行任务多次飞行实测数据合并到一个M盯kov矩阵中,井对其元素按飞行次数取统计平均。 (4)对矩阵中的峰谷或谷峰半循环进行随机抽取,形成一个可用的典型匕行任务随机过载序列。 (5)根据各飞行任务的比例系数阵,随机安排各飞行任务的顺序[3],形成一个完整周期飞一续一忆随机谱。其中,(l)一(4)项是载荷谱编制的基础。这部分程序的结构框图示于图1。2关于Markov矩阵对实测的飞行数据通过程序进行滤波、分级处理后,构造出按载荷(过载)峰谷分级第2期李健等:一种飞一续一飞随机谱的...  (本文共4页) 阅读全文>>

《航空学报》1970年20期
航空学报

飞机疲劳载荷谱试验研究

飞机疲劳载荷谱试验研究张保法傅祥炯周岳泉(西北工业大学强度研究所,西安,710072)TESTINGRESEARCHOFLOADSPECTRAOFAIRCRAFTZhangBaofa,FuXiangjiong,ZhouYuequan(InstituteofStructuralStrength,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi′an,710072)摘要介绍了在战斗机谱载作用下的30CrMnSiNi2A和LY12CZ试件的裂纹形成寿命试验,以及在运输机谱载作用下的30CrMnSiA和LY12CZ试件的裂纹扩展寿命试验。对影响疲劳寿命的主要参数,如高载截取、低载截除、载荷顺序以及不同载荷谱型对寿命的影响进行了讨论,得出了一些有重要意义的结论。关键词随机谱裂纹形成寿命裂纹扩展寿命高载截取低载截除中图分类号V215.5AbstractThetestsofcrackinitiationlifeun...  (本文共4页) 阅读全文>>

《汽车工程》2013年01期
汽车工程

基于强度变化特性的随机谱载荷下疲劳寿命预估模型

A Fatigue Life Prediction Model Under Random Spectrum LoadingBased on Strength Variation CharacteristicsZheng Songlin1,2,Jiang Yanna1&Feng Jinzhi1,21.College of Mechanical Engineering,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093;前言传统的谱载荷下寿命预估方法通常采用不同的疲劳累积损伤模型对谱载荷下的疲劳寿命进行估算,如Miner法则、修正Miner法则、双线性理论和Corten-Dolan非线性累积损伤理论等[1]。而汽车结构件所承受的随机载荷中有很大一部分是幅值低于材料疲劳极限的低幅载荷,疲劳试验表明,材料和结构经受低幅载荷反复作用后,在结构强度失效前,其结构...  (本文共6页) 阅读全文>>

《中国公路学报》2009年03期
中国公路学报

路面随机谱激励的数值计算方法及统计特征

0引言各国的大量实测资料表明,路面不平顺通常可认为是一个平稳的、各态历经的随机过程。Dodds等[1]很早就开始了对路面随机谱激励的数值方法研究,于1972年提出了基于功率谱密度(PSD)表达式的模型[2],并被国际标准化组织(ISO)采用。Sayers等于1982年在世界银行资助下在巴西等国家进行路面不平度试验,并在此基础上提出了国际平整度指数(International Roughness Index,IRI)指标[3]。1986年,中国学者基于功率谱密度函数,制订了相应的国家标准《车辆振动输入路面平度表示方法》(GB/T 7031—86)[4]。对路面随机谱激励进行描述的数值方法较为常见的是自回归模型法,其中Dodds采用的三角级数法被广为接受[5-6],中国学者对自回归模型法也有较早的应用[7]。对于路面随机谱激励,以上数值方法都需要随机变量的输入,其中最常见的是零均值白噪声。对于零均值白噪声通常采用正态分布、均匀分布获...  (本文共6页) 阅读全文>>