一种多级变幅疲劳加载剩余寿命计算方法

技术特征：
1.一种多级变幅疲劳加载剩余寿命计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，根据单轴疲劳试验获得材料的应力寿命s-n曲线，拟合得到应力寿命关系式，获得系数b和a，表达式为：步骤二，开展单轴多级变幅疲劳加载试验，将每一级的加载应力σ
n
带入应力寿命关系式，获得在该加载应力下的疲劳寿命n
fn
，记录前n-1级的循环加载次数；步骤三，根据应力寿命关系式，结合疲劳驱动力等效和考虑载荷相互作用的疲劳损伤等效法则推导出多级变幅疲劳加载剩余寿命计算模型，表达式为：级变幅疲劳加载剩余寿命计算模型，表达式为：式中，σ1为第一级加载应力，σ
n
为第n级加载应力(n≥2)，θ
n-1，n
为疲劳载荷交互系数，下标n表示第n级加载，n
n
为第n级加载循环次数，n
fn
为第n级加载应力σ
n
条件下的寿命循环次数，n
″
n
为n-1级的等效加载循环次数；根据多级变幅疲劳加载剩余寿命计算模型，当获取到材料的每一级应力对应的疲劳寿命n
fn
和前n-1级的循环加载次数，则可以预测第n级的剩余循环寿命；步骤四，继续加载第n级载荷直至材料失效，获得预测剩余寿命与试验的误差。2.根据权利要求1所述的一种多级变幅疲劳加载剩余寿命计算方法，其特征在于，所述步骤一中，材料单轴疲劳试验为应力比为r＝-1的循环对称疲劳加载试验。3.根据权利要求1所述的一种多级变幅疲劳加载剩余寿命计算方法，其特征在于，所述步骤二中，材料单轴多级变幅疲劳加载试验为每级应力比为r＝-1的循环对称疲劳加载试验。4.根据权利要求1所述的一种多级变幅疲劳加载剩余寿命计算方法，其特征在于，所述步骤三中，每级之间载荷交互系数θ表现了载荷交互作用，第一级载荷对第二级载荷的交互影响表现为：第二级对三级的交互影响表现为：第n-1级对第n级的交互
影响表现为：5.根据权利要求1所述的一种多级变幅疲劳加载剩余寿命计算方法，其特征在于，所述步骤三中，n
″
n
为第n-1级等效加载循环次数，是通过将第n-1级的等效驱动力考虑载荷交互系数θ
n-1，n
，然后等效为第n的等效驱动力得到的，等效关系表示为：其中f表示疲劳驱动力函数，f的表达式为：

技术总结
本发明公开了一种多级变幅疲劳加载剩余寿命计算方法，根据应力寿命S-N曲线，拟合得到应力寿命关系式，开展单轴多级变幅疲劳加载试验，结合疲劳驱动力等效和考虑载荷相互作用的疲劳损伤等效法则推导出多级变幅疲劳加载剩余寿命计算模型，当获取到材料的每一级应力对应的疲劳寿命和前n-1级的循环加载次数，则可以预测第n级的剩余循环寿命，加载第n级载荷直至材料失效，获得预测剩余寿命与试验的误差。本发明基于应力寿命S-N曲线，通过损伤等效推导出多级变幅疲劳加载剩余寿命计算模型，运用载荷交互系数将每级载荷交互考虑到对疲劳寿命影响中，使得能够很好地考虑载荷相互作用和载荷次序效应对疲劳寿命的影响，得到更为精确的剩余寿命计算方法。的剩余寿命计算方法。的剩余寿命计算方法。


技术研发人员：宋迎东 王凯文 孙志刚 牛序铭 赵旭
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2022.12.27
技术公布日：2023/3/21