[发明专利]一种金属结构疲劳试验数据处理及可靠性分析方法

说明书

一种金属结构疲劳试验数据处理及可靠性分析方法，基于以往项目经验及疲劳试验结果，在给定飞机的设计服役目标后，针对任意结构构型提供了一种通用的疲劳试验数据处理方法。解决了现有技术中现有方法存在的完成性和可靠性差的技术问题。本发明提供了一种分析精度好，分析效率高的金属结构疲劳试验数据处理及可靠性分析方法。

技术领域

本发明涉及一种金属结构疲劳试验数据处理及可靠性分析方法，属于民用飞机结构设计领域。

背景技术

金属结构疲劳分析时需要查阅大量的S/N曲线，工作效率、结果准确性和可追溯性都较差，于是在工程分析中引入标准S/N曲线来避免上述缺点。现有疲劳分析方法的基本公式均源至标准S/N曲线及其公式变形。

在大型民用飞机设计领域，当前国内民机结构疲劳分析方法为DFR法，该方法形成于2003年，现行的疲劳分析方法中，相应的材料参数S，m只分成三组数据，分别应用于铝合金结构，钛合金结构和钢结构的疲劳计算中。这就表明参数S，m取值时需要考虑所有同类材料全部寿命区间要求，导致参数取值保守，从而导致结构疲劳分析结果的误差较大；同时该方法分析结果精度相对固定，不能对次级结构进行分析，结果的完整性及可靠性远远不足。我方在国际项目合作过程中积极与外方联合探索，同时辅以大量试验验证，建立起一种金属结构疲劳试验数据处理及可靠性分析方法，同时也通过试验验证了其应用的有效性。

发明内容

本发明创造提出一种金属结构疲劳试验数据处理及可靠性分析方法，基于以往项目经验及疲劳试验结果，在给定飞机的设计服役目标后，针对任意结构构型提供了一种通用的疲劳试验数据处理方法。解决了现有技术中现有方法存在的完成性和可靠性差的技术问题。

为了解决上述问题，本发明创造采用的技术方案为一种金属结构疲劳试验数据处理及可靠性分析方法，其步骤为：

1)、基于项目经验及疲劳试验结构，依据给定的飞机设计服役目标DSG，确定试件应力水平，控制试件寿命区间；在寿命拟合区间内采用单件法和成组法相结合的方法规划试验件数量，各应力水平试验件数量随着应力水平的升高而增加；

2)、根据疲劳试验数据求取影响结构疲劳性能的参数S和m，引入细节疲劳强度品质DFQ值，对标准SN曲线基本公式变形改进，确定变形后的试验寿命区间范围内的SN曲线，其中：

公式中引入平均应力，有

S_mean＝(S_max-S_min)/2，R＝S_min/S_max

则寿命公式可变换为

其中，

N：可靠度为50％，置信度为50％的结构疲劳寿命；

DFQ：细节疲劳品质；

R：应力比；

S_max：应力循环中对应的最大应力；

S_min：应力循环中对应的最小应力；

S：结构对应的SN曲线的斜率；

m：结构对应的SN曲线的截距；

4)、对疲劳度试验数据进行处理，确定结构指定可靠性要求下的应力寿命PSN曲线和寿命分散系数。

其中步骤2)中：