基于两参数Weibull分布的概率疲劳S-N曲线模型

发展了基于两参数Weibull分布的概率疲劳S-N曲线模型及构建方法,用于描述随机滚动接触疲劳应力幅-寿命关系。除考虑数据分散性的统计分布规律外,模型还考虑样本数量相关的寿命置信度预测效应, 引入最小正态寿命的置信下限评价。Weibull分布的尺度参数和形状参数,寿命置信度评估参数,以及概率S-N曲线的指数,全部由试验数据来确定。G20CrNi2Mo轴承钢的滚动接触疲劳试验数据的分析证实所提出方法的可应用性。并且证实该滚动接触疲劳寿命的分布规律,宜采用包括Weibull分布在内的有偏统计模型来描述。     

疲劳应力统计分布与可靠度计算模型

指出了两类疲劳应力统计分布影响因素：横向统计分布影响因素和纵向统计分布影响因素。在不同应力统计分布影响因素作用下须采用不同的可靠度计算模型。提出了同时存在疲劳应力的两类统计分布影响因素时的可靠度计算模型：Ｍｉｎｅｒ定理－干涉模型综合法。使用该法计算了某构件在复杂载荷作用下的疲劳可靠度。     

确定有限疲劳可靠性数据良好假设分布的一种统一方法

拓展疲劳寿命数据分析方法到循环应力幅数据和短裂纹扩展率数据分析,综合考虑总体拟合效果,与疲劳失效机制的一致性和设计结果的安全性3要素,提出从7种常用统计分布中确定有限疲劳可靠性数据良好假设分布的统一方法。给出了7种常用统计分布参量估计与统计推断技术以及评价3要素的技术。16Mn钢,Q235钢和1Cr18Ni9Ti钢焊接头疲劳寿命数据及循环应力幅数据和短裂纹扩展率数据的分析结果表明,在有限数据条件下,极大值分布和对数正态分布是疲劳寿命的良好假设分布,极小值分布和正态分布是裂纹扩展率和循环应力幅的良好假设分布。     

16MnR低周疲劳裂纹萌生寿命的统计分布研究

本文通过对低周疲劳裂纹随机萌生的研究,定义了一种新的关于疲劳裂纹萌生的特征寿命,并分析了该寿命指标的统计分布特性。结果表明,新的疲劳裂纹萌生寿命具有很好的物理背景,并且其分散性近似或小于通常工程定义的萌生寿命。     

球墨铸铸材料疲劳寿命的统计分布

对球墨铸铁材料在对称拉压循环载荷下的疲劳寿命统计分布规律进行了研究,在进行材料疲劳试验的基础上对疲劳寿命试验数据进行了失效率估计并用概率纸图法进行了分布的拟合性检验和参数估计,综合考虑疲劳寿命分布的总体拟合效果和是否符合疲劳失效机制两个方面研究了该材料疲劳寿命的合理分布,结果表明,球墨铸铁材料的疲劳寿命服从Weibull分布。     

截尾试验下疲劳寿命分布的极值模型

针对截尾寿命试验数据缺少随机变量尾部分布和常规截尾数据分析对长寿命区高可靠度估计不准确的情况,根据极值统计学原理,给出一个结构元件疲劳寿命分布的极值模型.文中利用全样本试验数据构造截尾试验,采用传统的极大似然估计法给出寿命总体的分布形式,分析结构元件疲劳寿命的极值分布情况,建立一个新的寿命分布的极值模型,对长寿命区的寿命分布形式和高可靠度的估算有明显优势.三个算例表明,预测结果与全样本试验结果符合很好.     

基于恒寿命疲劳结合S-N曲线的弹簧疲劳寿命分析

常规的弹簧疲劳寿命分析,是以弹簧材质的S-N疲劳曲线为依据,根据预期弹簧寿命,反复选择弹簧基本参数,验算达到疲劳强度安全系数≥疲劳许用安全系数,计算工作量大。介绍一种基于恒寿命疲劳结合S-N曲线的简单方法分析弹簧的疲劳寿命,为提高弹簧质量给出一些参考。     

基于局部应变的疲劳寿命计算方法

材料的P-ε-N曲线是构件基于局部应变-寿命可靠性分析计算的基础。主要考虑总体拟合效果最佳、与疲劳失效机制的一致性和尾部预测安全性等因素的情况下，提出了确定循环寿命的良好统计方法。以Coffin-Manson律为基础，采用线性回归方法和相关系数优化法，考虑应变-寿命的随机性，获得了标准试样在任意置信度下的P-ε-N曲线。产品在工作环境下受力复杂，根据材料在弹、塑性状态的泊松比不同，结合第四强度理论，获得适用于多轴应变疲劳寿命的修正曲线。利用随机振动试验模拟使用环境对构件进行可靠性试验，通过对直接测量的应变时间历程进行分析计数，并运用局部应变法对构件进行疲劳寿命计算，证明了方法可用于解决工程实际问题。     

搅拌摩擦焊接头疲劳寿命统计分布特征

以搅拌摩擦焊接头疲劳寿命为研究对象,使用概率统计的方法,研究2024搅拌摩擦焊接头疲劳寿命统计分布特征,其具有代表性的统计参量为形状参数b和特征寿命Na,通过分析证实了2024铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳寿命符合双参数威布尔分布。     

基于分段S-N曲线的频域疲劳损伤估计

为了克服时域内疲劳损伤分析数据量大的缺点,文中利用构件所受的应力功率谱密度进行频域内的疲劳损伤估计。运用图示与统计的方法得到应力幅值概率密度函数的参数;利用已有的应力幅值概率密度函数,推导出应力范围概率密度函数;根据材料S-N曲线的特点将其分为三段,在适用于高周疲劳的区段进行疲劳损伤估计,并使用不同点数和不同不规则系数的随机信号进行疲劳损伤仿真,其结果分别与时域内通过雨流计数和平均应力修正得到的损伤进行比较,得出估计方法的适用范围与规律。结果表明,基于分段S-N曲线的Dirlik频域疲劳损伤估计方法最为接近时域估计。     

确定截尾试验数据统计分布模型的方法

研究有替换定时与定数、无替换定时与定数共4种截尾可靠性试验数据统计分布模型的确定方法.首先把试验数据区分为失效与非失效数据两部分, 然后建立包含这两部分数据可能的假设分布的似然函数; 根据极大似然原理与微分极值原理,发展比较似然函数值、预测与生产实际情况的一致性和尾部预测的安全性确定较好统计模型的方法.实例说明方法的可用性.     

根据S－N曲线确定P－S－N曲线

给出了一种根据已知Ｓ－Ｎ曲线和某一应力水平下疲劳寿命分布参数，确定Ｐ－Ｓ－Ｎ曲线的极大似然法。该方法在求解所需Ｐ－Ｓ－Ｎ曲线时，充分利用了原有Ｓ－Ｎ曲线的大量信息，因而不仅节约试验试件，减少试验时间，而且所求得的Ｐ－Ｓ－Ｎ曲线与原有Ｓ－Ｎ曲线的关系也更为合理。应用实例与分析表明，该方法的实用性及曲线拟合的合理性均很好。     

分析常用7种统计分布的统一线性回归方法

发展了分析7种常用假设分布即三参数Weibull、两参数Weibull、正态、对数正态、极小值、极大值和指数分布的统一线性回归方法。方法中7种常用分布的统计参量及其置信限,以及概率的置信限,都采用线性回归方法完成。统计检验采用Pearson统计参量－线性相关系数r来方便进行。满足假设分布的临界r值采用r-t分布函数变换得到。方法为从7种常用分布中确定良好假设分布奠定了基础。经工程材料1Cr18Ni9Ti不锈钢管道焊缝金属的循环应力幅数据分析以及已有工程材料的疲劳寿命和裂纹扩展速率数据分析验证了方法的有效性。     

水轮机模型特性图计算机辅助数据采集及模拟与运转特性曲线的生成

水电站水轮机的选用及该系列产品设计依赖于模型综合特性曲线。这些曲线大多以图形为载体由供货方提供,在水电站的优化设计中需要对图中的各种特性以数学方法给以表达以便设计的自动化。以往这类工作均是以人工读取再录入计算机,不仅工作量大,繁琐而且采集误差也大,难以满足现代设计要求。据此给出了通过计算机鼠标的点击自动地获得图中特性参数及高精度的曲线模拟方法和按绘图走笔顺序排列纪录的方法。它满足为适应个性化需求不断地提供新的模型转轮特性曲线所需要的快速处理。另外,提出的方法还适应于其他各类图的数据采集。     

LY12CZ铝合金悬臂梁动态疲劳S─N曲线的试验测定

在４０多件典型小试件（悬臂梁）上进行的振动疲劳试验结果表明，ＬＹ１２ＣＺ铝合金悬臂梁的动态疲劳Ｓ－Ｎ曲线可用双对数坐标上的一条直线ｌｏｇＮ＝２０．２０５３－６．８４３２１ｏｇＳ表示。该Ｓ－Ｎ曲线可用于相应材料结构的动态疲劳分析。研究指出，对于典型结构的动态疲劳试验，通过测定谐振频率的降低来判断疲劳裂纹的出现是一个行之有效的方法。     

恒幅载荷16MnR钢疲劳裂纹扩展统计特性分析

通过21个紧凑拉伸试件的疲劳试验，进行16MnR钢疲劳裂纹扩展统计特性研究。研究给定裂纹尺寸条件下疲劳寿命的分布规律，给定寿命条件下裂纹尺寸的分布规律，给定裂纹尺寸下疲劳裂纹扩展速率的分布规律；为16MnR钢疲劳可靠性评估提供基础数据。     

基于C-T曲线的加速腐蚀因子分析

建立基于疲劳寿命预腐蚀影响系数曲线（C-T曲线）的加速腐蚀因子统计分析方法.C反映预腐蚀对结构疲劳寿命的影响,以C为腐蚀量,给出基于C-T曲线的加速腐蚀因子的定义;假设疲劳寿命服从对数正态分布、C-T曲线呈指数形式,建立加速因子的表达式,并得到加速腐蚀因子与腐蚀时间无关的结论;建立加速腐蚀因子估计值的分布形式和统计分析方法.并从C-T曲线的通用性出发,说明加速腐蚀因子与应力水平、载荷谱以及裂纹尺寸无关.     

2024-T62铝合金疲劳裂纹扩展试验数据的统计分析

进行了3种应力水平下2024-T62铝合金的疲劳裂纹扩展试验,利用试验数据对疲劳裂纹扩展的分散性进行了统计分析。分析结果表明:2024-T62铝合金的疲劳裂纹扩展试验数据服从对数正态分布;随着载荷循环数的增加,疲劳裂纹尺寸的标准差和变异系数都增大;试验应力水平对疲劳裂纹尺寸的分散性有一定的影响,随着载荷循环数的增加,高应力水平下疲劳裂纹尺寸的标准差大于低应力水平下疲劳裂纹尺寸的标准差,且高应力水平下疲劳裂纹尺寸标准差与变异系数的增加速度比低应力水平下疲劳裂纹尺寸标准差与变异系数的增加速度快;利用疲劳裂纹扩展试验数据使随机疲劳裂纹扩展模型得到了验证。     

超声疲劳试验方法在铸铝疲劳试验中的应用

应用20kHz频率下的超声疲劳设备完成亿周次疲劳试验,获得铸铝AS5U3G-Y35超高周疲劳特性。通过20kHz频率下的超声疲劳试验和35Hz频率下的常规试验,完成10^4～10^10周的S-N曲线。试验结果表明,在10^7周以上试件仍会发生疲劳断裂。在10^7～10^10周之间,当应力比R=-1时,疲劳强度随循环数的增加而下降;当应力比r=0．1时,在循环数超过10^8周时,疲劳强度不再下降,S-N曲线出现平台。比较20kHz和35Hz两种频率下的试验结果,在10^4～10^7周之间没有明显差别,即铸铝AS5U3G-Y35在超声疲劳试验中不存在频率效应。扫描电镜观察试件疲劳断裂面发现材料中分布许多小的缩孔,而且大多数试件的疲劳破坏都发生在试件表面或接近表面的缩孔处。