[发明专利]一种测定金属细节疲劳额定强度截止值DFRcutoff

说明书

一种测定金属细节疲劳额定强度截止值DFR_cutoff的概率模型方法，该方法有三大步骤：步骤一、成组法测定疲劳性能数据；步骤二、建立金属疲劳S‑N曲线概率模型；步骤三、获得金属细节疲劳额定强度截止值DFR_cutoff求解公式。本发明不必进行评估斜度参数和分散性参数这项繁琐工作，简单实用，且精度高，可为飞机结构强度设计和寿命评估提供技术支持。

技术领域

本发明提供一种测定金属细节疲劳额定强度截止值DFR_cutoff的概率模型方法，属于金属材料结构疲劳可靠性技术领域。

背景技术

细节疲劳额定强度方法是国内大飞机疲劳强度设计与寿命评估的重要设计方法之一。在实际运用中，斜度参数和分散性参数的设计许用值显著影响着飞机结构的细节疲劳额定强度值及疲劳寿命，为保证飞机结构的安全性和可靠性，必须对这两个设计参数值进行评估。但是，斜度参数和分散性参数受到冶金质量与稳定性、工艺水平和试样加工质量等多种因素的影响，即使相同牌号的国内外材料，其设计许用值也存在差异，因而测定每种材料的斜度参数和分散性参数需要进行大量试验，试验成本高。因此，本发明提出一种测定金属细节疲劳额定强度截止值DFR_cutoff的概率模型方法，该方法不必进行评估斜度参数和分散性参数这项繁琐工作，简单实用，且精度高，可为飞机结构强度设计和寿命评估提供技术支持，具有十分重要的工程应用价值和学术意义。

发明内容

1、目的：本发明的目的是提供一种测定金属细节疲劳额定强度截止值DFR_cutoff的概率模型方法，该方法不必进行评估斜度参数和分散性参数这项繁琐工作，简单实用，且精度高，可为飞机结构强度设计和寿命评估提供技术支持，具有十分重要的工程应用价值和学术意义。

2、技术方案：本发明提供一种测定金属细节疲劳额定强度截止值DFR_cutoff的概率模型方法，该方法具体步骤如下：

步骤一、成组法测定疲劳性能数据

采用成组法对金属材料进行应力比为0.06的疲劳试验，测定其疲劳性能数据，记录最大疲劳应力S_i、疲劳加载循环次数N_i，其中i为试样编号；

步骤二、建立金属疲劳S-N曲线概率模型

利用测定的金属疲劳性能试验数据，拟合得到S-N曲线概率模型：

式中，N_pγ为任意可靠度p和任意置信度γ下的疲劳加载循环次数，S为最大应力，S₀为拟合疲劳极限，m和C为材料常数，u_p为标准正态偏量，k为标准差修正系数，s为正态分布N(lg C-m lg(S-S₀),σ_z)的样本标准差，t_γ为t(n-1)分布的γ分位数，n为子样大小；

将式(1)随机化并取对数，采用极大似然方法，得到待定常数m和C：

式中

步骤三、获得金属细节疲劳额定强度截止值DFR_cutoff求解公式

金属材料细节疲劳额定强度截止值DFR_cutoff是指在应力比R＝0.06的条件下，考虑95％的可靠度和95％的置信度后，10万次疲劳加载循环次数对应的最大应力，因此，令式(1) 中p＝95％，γ＝95％和N_pγ＝10⁵，相应的最大应力S即为金属材料细节疲劳额定强度截止值DFR_cutoff，得到求解公式为