[发明专利]增材钛合金DFR确定方法、确定系统、设备及介质

说明书

本发明涉及增材疲劳寿命技术领域，具体涉及增材钛合金DFR确定方法、确定系统、设备及介质。该方法包括：采用双峰对数正态分布模型描述增材钛合金的疲劳寿命N；利用参数估计EM方法，并引入潜在变量Z＝(zsubgt;1/subgt;，zsubgt;2/subgt;，…，zsubgt;m/subgt;)，获取双峰对数正态分布的分布参数α，μsubgt;1/subgt;，σsubgt;1/subgt;，μsubgt;2/subgt;，σsubgt;2/subgt;；获得指定置信区间C要求下的可靠性寿命Nsubgt;C/P/subgt;，其满足P(Nsubgt;P/subgt;≥Nsubgt;C/P/subgt;)＝C，Nsubgt;P/subgt;为可靠度P要求下的疲劳寿命；对增材钛合金疲劳寿命数据拟合得到S‑N曲线参数，通过msubgt;90/99.9/subgt;lgSsubgt;max/subgt;+lgNsubgt;90/99.9/subgt;＝Csubgt;90/99.9/subgt;，描述S‑N曲线，msubgt;90/99.9/subgt;和Csubgt;90/99.9/subgt;为90％置信水平和99.9可靠度要求下的S‑N曲线的曲线参数；利用计算DFR值。本发明采用双峰对数正态分布模型更精确描述增材钛合金的疲劳寿命分布，疲劳寿命估计值明显提高，并且一定程度上减少因为描述模型不精确导致的对设计许用应力的过度限制。

技术领域

本发明涉及增材材料疲劳寿命确定技术领域，具体涉及增材钛合金DFR的确定方法、确定系统、设备及介质，尤其适用于军机。

背景技术

DFR是结构细节固有的疲劳性能特征值，是一种对构件质量和耐重复载荷能力的度量。激光沉积成形TA15钛合金在航空飞行器结构上得到应用，但其疲劳失效行为和寿命分布特征与传统锻件不同，迫切需要建立寿命可靠性评价方法。在传统的军机DFR分析过程中，N_90/99.9可以根据对数正态分布的理论估计得到。通常认为，在疲劳寿命服从对数正态分布的假设下，不同置信水平和可靠度要求下的S-N曲线在对数坐标系下相互平行。因此，DFR值可以通过在特定的应力水平和应力比下的一组成组疲劳试验结果结合标准S-N曲线参数计算得到。但是，对于通过特殊工艺，比如增材制造工艺制备的材料，当疲劳寿命分布发生改变时，需要使用新的分布模型对其疲劳寿命进行描述，此时，DFR值的计算方法也需要进行相应的改进。

发明内容

本发明提供的增材钛合金DFR的确定方法和系统，采用双峰对数正态分布对增材钛合金的疲劳寿命进行描述，并减少了模型不准确造成的过度限制。

本发明一个方面提供了一种增材钛合金DFR的确定方法，其包括：

以预设应力比，在不同应力水平下获取增材钛合金的疲劳寿命数据；

采用双峰对数正态分布模型描述所述增材钛合金的疲劳寿命N，其中(μ₁，σ₁)和(μ₂，σ₂)为双峰对数正态分布的参数，α为权重参数；

利用参数估计EM方法，并引入潜在变量z＝(z₁，z₂，...，z_m)，其中z₁，z₂，..，z_m相互独立，m为指定应力水平下成组疲劳试验获得的样本数量，对所述增材钛合金的疲劳寿命数据进行处理，获取双峰对数正态分布的分布参数α，μ₁，σ₁，μ₂，σ₂；

获得指定置信区间C要求下的可靠性寿命N_C/P，其满足P(N_P≥N_C/P)＝C，N_P为可靠度P要求下的疲劳寿命；