一种随机载荷谱加重下的单裂纹扩展寿命估算方法

标题：一种随机载荷谱加重下的单裂纹扩展寿命估算方法

摘要：本发明涉及金属材料损伤容限分析技术，特别涉及一种随机载荷谱加重下的单裂纹扩展寿命估算方法，具体包括如下步骤：将所述预定的不同循环次数处理为对应随机载荷谱的谱块数；通过以谱块数为单位的类Paris公式进行计算；得到预定的不同加重随机谱下与未加重随机谱下的单裂纹扩展寿命之间的关系；获得预定的不同加重随机谱下的裂纹扩展寿命。本发明从多方面考虑了影响单裂纹扩展的影响因素，克服了随机谱下裂纹扩展寿命的不确定性，估算公式简单，适合工程应用，并且有效减少了试验数量，降低了试验成本。

申请号：CN201810419222.5

申请日：2018/5/4

申请人：中国飞机强度研究所

首项权利要求：1.一种随机载荷谱加重下的单裂纹扩展寿命估算方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、通过未加重随机谱下的单裂纹扩展试验获得预定的不同循环次数对应的裂纹长度数据；
步骤二、在预定的随机谱循环周期条件下，将所述预定的不同循环次数处理为对应随机载荷谱的谱块数；
步骤三、通过如下以谱块数为单位的类Paris公式(1)，计算不同裂纹长度下的应力强度因子变化范围ΔK和基于谱块数的裂纹扩展速率da/dM：
da/dM＝C PEQ(ΔK) (1)；
其中，a为单裂纹长度，M为随机谱的谱块数，CEQ为类Paris公式中的系数参数，P为类Paris公式中的指数参数，ΔK为应力强度因子变化范围；
步骤四、通过如下公式(2)，得到类Paris公式中的参数CEQ和P：
X＝(ATA)-1ATB (2)；
式中：
其中，n为da/dM对应不同ΔK的数据对的索引；
步骤五、根据如下公式(6)，得到预定的不同加重随机谱下与未加重随机谱下的单裂纹扩展寿命之间的关系：
其中，N*为m倍加重随机谱的单裂纹扩展寿命，N为未加重随机谱的单裂纹扩展寿命；
步骤六、获得预定的不同加重随机谱下的裂纹扩展寿命。

专利类型：发明申请