【摘要】： 對于那些長期經(jīng)受交變載荷作用的機械零件和工程構件，疲勞破壞是一種主要的破壞模式。疲勞學無論從工程上還是從理論意義上都是一門重要學科。而結構的疲勞又是一個受到大量不確定因素影響的極其復雜的現(xiàn)象。作為斷裂力學的一個新的分支，概率斷裂力學從概率和統(tǒng)計的角度對結構進行疲勞可靠性分析，充分考慮了疲勞破壞過程中出現(xiàn)的不確定因素，將影響疲勞裂紋擴展速率的各參數(shù)看作是服從某一種概率分布的隨機變量。這是應用于結構疲勞安全性評估中的一種科學合理的新方法。 本文主要通過對亞臨界裂紋擴展階段各種隨機因素的統(tǒng)計分析，找到了可以推廣應用的，體現(xiàn)兩材料系數(shù)之間具有強負相關性的統(tǒng)計相關式，并驗證了在一定條件下，材料系數(shù)是影響裂紋擴展速率的主要因素。論文的架構主要依據(jù)了下列幾個基礎理論：數(shù)理統(tǒng)計、概率論、疲勞學以及斷裂力學等。論文包括以下幾個部分的內容： 論文首先闡述了疲勞斷裂可靠性一般理論以及應用于疲勞可靠性分析中的概率統(tǒng)計基礎理論。介紹了概率斷裂力學的理論基礎，及疲勞破壞過程中裂紋擴展的一般規(guī)律，以及影響疲勞裂紋擴展的因素。 其次，論述了疲勞裂紋擴展公式中各隨機參數(shù)對疲勞擴展速率的影響。將以往文獻中通�？醋魇谴_定性的材料系數(shù)隨機化，通過對大量數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計的分析，將疲勞裂紋擴展速率Paris公式中材料系數(shù)c和n視為隨機變量，采用最小二乘法對c和n進行數(shù)值擬合，，從而得到二者的統(tǒng)計相關性表達式。 然后，采用Pearson x~2分布擬合檢驗的方法，對n進行非參數(shù)假設檢驗分析，判定其概率分布形式，并根據(jù)c和n之間的統(tǒng)計相關式，推得c的概率分布形式。進一步分析了二者對疲勞亞臨界裂紋擴展壽命的影響。 最后，應用概率斷裂力學方法(PFMA)，對含初始裂紋體的直升機金屬材料(鋁合金)構件的疲勞裂紋擴展壽命進行可靠性分析。通過算例，將疲勞裂紋擴展速率公式中的各個參量全部隨機化，并預測構件在給定可靠度下的疲勞裂紋擴展壽命。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：TH114

【引證文獻】

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本文編號：2642335