[发明专利]一种金属结构疲劳强度分析方法

权利要求书

1.一种金属结构疲劳强度分析方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)、确定待分析结构的类型和对应的应力集中系数Kt使用范围；

1a)、确定待分析结构的类型，将结构化分为四种类型：1)开口及凹槽、2)传载的紧固件孔、3)非传载的紧固件孔、4)耳片；

1b)、根据具体结构尺寸确定应力集中系数Kt，不同的结构类型对应有其具体的应力集中系数Kt使用范围；

2)、根据分析确定的Kt范围，确定S/N曲线，从而得到S/N曲线斜度参数s值和S/N曲线疲劳影响参数m值；

3)、计算结构细节疲劳品质DFQ，具体公式如下：

其中，

C：结构构型系数；M：材料系数；E：尺寸系数；Kt：应力集中系数；

[P]：影响疲劳性能的其它工艺系数；

4)、根据分析位置的载荷谱情况，求得危险部位的疲劳等效最大工作应力S_max：利用工程分析或有限元法对结构进行细节应力分析，求得危险部位的疲劳等效最大工作应力S_max；

5)、计算结构可靠寿命N_R：

5a)利用DFQ法疲劳寿命公式计算结构可靠度为50％，置信度为50％的结构疲劳寿命；

其中，

N：疲劳寿命；

DFQ：细节疲劳品质；

R：应力比；

S_max：疲劳等效最大工作应力；

s：S/N曲线斜度参数；

m：S/N曲线材料疲劳影响参数；

5b)将求得的N除以对应的分散系数得到结构要求的不同置信度及不同可靠度下的可靠寿命N_R；

6)、计算结构疲劳裕度：

6a)计算结构疲劳最大许用应力[S_max]；

定义结构在应力比R＝0.1的常幅载荷作用下的目标寿命为N_G，可以承受的疲劳最大许用应力为[S_max]，则有：

得到

6b)计算结构疲劳裕度FM：

结构疲劳裕度FM计算公式如下：

由此得到FM。

2.根据权利要求1所述的一种金属结构疲劳强度分析方法，其特征在于：所述的步骤1a)中，具体为：将分析结构划分为以下四种类型，见表1，根据结构尺寸确定应力集中系数Kt使用范围，选取对应的分析模式；

表1 结构类型及相应的Kt使用范围

3.根据权利要求1所述的一种金属结构疲劳强度分析方法，其特征在于：所述的步骤2)中具体为：标准S/N曲线是在常幅载荷作用下，结构细节处的应力水平、寿命和疲劳额定值之间的关系，不同的Kt对结构疲劳寿命影响较大，此处采用DFQ法寿命计算公式，在10⁵至3×10⁵次循环区间，从而获取S/N曲线斜度参数s值和S/N曲线疲劳影响参数m值。