[发明专利]一种多工况载荷下疲劳裂纹的标识方法

说明书

本申请提供了一种多工况载荷下疲劳裂纹的标识方法，用于获得裂纹长度与试验时长的相对关系，所述标识方法包括：在不具有标识载荷的多工况载荷下对试验件进行疲劳试验直至试验件断裂，从而获得试验件的断裂时间，根据所述断裂时间确定标识载荷施加的时间；根据上述标识载荷施加的时间，在多工况载荷中至少加入一个所述标识载荷后，对试验件进行疲劳试验直至试验件断裂，根据标识载荷在试验件断裂面生成的标识载荷线及试验时间构建a‑t曲线，从而获得裂纹长度a与试验时长t的相对关系。本申请的方法能够准确准确建立试验件裂纹长度a与试验时间t的关系曲线，为试验件的疲劳试验分析提供有力保障。

技术领域

本申请属于疲劳强度试验技术领域，特别涉及一种多工况载荷下疲劳裂纹的标识方法。

背景技术

随着科技的进步，飞机的强度设计已由基于安全寿命的疲劳设计向基于经济寿命的耐久性设计转变。为开展耐久性设计工作，首先应通过大量的元件级试验，得出裂纹长度a与试验时间t的关系曲线。因此，如何能够快速、准确的建立裂纹长度a与试验时间t的关系，成为疲劳强度领域的一项关键技术。

在以往的疲劳试验中，为测量试验中试验件的裂纹长度，常采用两种方法：一种是采用着色探伤法，但此方法需在试验中多次停止试验，以对试验件进行着色探伤，测量裂纹长度；另一种是在试验件两侧摆放摄像机，通过高频摄像机进行裂纹捕捉和长度测量。

对于第一种方法，由于试验件需要多次暂停，耗费大量时间进行着色探伤，影响试验效率。

而对于第二种测量方法，采用摄像机跟踪拍摄试验件孔边裂纹的扩展情况，但由于裂纹最初的发生位置难以准确判读，等发现裂纹时，裂纹往往已存在1mm以上，超出了裂纹最佳观测时机，并且多数的元件级试验件为复杂结构，受到摄像机数量的限制和摆放位置相互干涉的影响，采用摄像机跟踪拍摄的方式不能对所有孔边裂纹进行有效跟踪，需要多次调整摄像机的位置，并且难以对裂纹的萌生阶段进行捕捉。

因此，为进行疲劳试验分析，准确建立试验件裂纹长度a与试验时间t的关系曲线，需要一种简单、有效的方法。

发明内容

本申请的目的是提出一种多工况载荷下疲劳裂纹的标识方法，以便能够快速、准确找到试验裂纹长度a与试验时间t的对应关系，为结构寿命对比分析和耐久性评定奠定基础。

本申请的技术方案是：一种多工况载荷下疲劳裂纹的标识方法，用于获得裂纹长度与试验时长的相对关系，所述标识方法包括：

在不具有标识载荷的多工况载荷下对试验件进行疲劳试验直至试验件断裂，从而获得试验件的断裂时间，根据所述断裂时间确定标识载荷施加的时间；

根据上述标识载荷施加的时间，在多工况载荷中至少加入一个所述标识载荷后，对试验件进行疲劳试验直至试验件断裂，根据标识载荷在试验件断裂面生成的标识载荷线及试验时间构建a-t曲线，从而获得裂纹长度a与试验时长t的相对关系；

其中，标识载荷包括重复多次的单个标识载荷块，在试验件断裂周期内，标识载荷块出现的次数，每个标识载荷块内标识载荷重复的次数逐渐减少。

在本申请中，根据所述断裂时间确定标识载荷施加的时间，包括：根据试验件的材料及所述断裂时间评估试验件的起裂时间；根据所述起裂时间及预定时间范围确定标识载荷施加的时间。

在本申请中，相邻两个标识载荷块之间的步长根据起裂时间与断裂时间的差值确定。

在本申请中，标识载荷块出现的次数为6～10次。

在本申请中，所述多工况载荷至少包括两种以上不同的载荷工况。

在本申请中，所述两种以上不同的工况载荷包括随机工况载荷和等幅工况载荷。

在本申请中，所述标识载荷的峰值为多工况载荷中最大载荷的50-60％，标识载荷的谷值为标识载荷的峰值40-50％。