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

【引證文獻(xiàn)】

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本文編號：2642335