[发明专利]基于应力概率密度法的结构随机疲劳寿命估算方法

权利要求书

1.一种基于应力概率密度法的结构随机疲劳寿命估算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在随机载荷作用下，分别提取薄壁结构在空间坐标系中x、y、z三个方向上的正应力和剪应力；

步骤2：在随机载荷作用下，获取薄壁结构服从Weibull分布的Von Mises应力，求解VonMises应力分量平方过程，得到Weibull参数m和η；

Von Mines应力在三维空间中被定义为：

其中，s_v表示Von Mines应力，s_x、s_y、s_z分别表示x、y、z方向的正应力，s_xy、s_yz、s_xz分别表示x、y、z方向的剪应力；

步骤3：基于窄带随机过程的条件，得出非Gauss过程的应力峰值概率密度函数P_p(s)；

步骤4：基于Miner线性累计损伤理论，结合非Gauss过程的应力峰值概率密度函数P_p(s)建立随机疲劳寿命估算模型来确定薄壁结构的疲劳寿命。

2.根据权利要求1所述的基于应力概率密度法的结构随机疲劳寿命估算方法，其特征在于：所述步骤3的过程如下：

步骤3.1：将弱阻尼系统的响应认定为窄带随机过程，推导出非Gauss过程的应力峰值概率密度函数P_p(s)的近似表达式：

其中，Γ()为伽玛函数；s为应力幅值，对于Von Mises应力过程，幅值是有效峰值与过程标准差的组合，即：

s＝s_有效+σ(s_v)＝s_v-E(s_v)+σ(s_v)

其中，s_v为Von Mises应力，s_有效为Von Mises应力有效峰值，E(s_v)、σ(s_v)分别为VonMises应力的均值和标准差；

步骤3.2：将步骤3.1中的公式进行整合，得到Von Mises应力过程的峰值概率密度函数P_p(s)为：

3.根据权利要求1所述的基于应力概率密度法的结构随机疲劳寿命估算方法，其特征在于：所述步骤4的过程如下：

步骤4.1：对于窄带随机过程，采用Basquin方程作为疲劳寿命估算的失效模型，根据Miner线性累计损伤理论，结合应力峰值概率密度函数确定窄带随机过程下的疲劳寿命T；

步骤4.2：对于宽带随机过程，结合局部峰值对薄壁结构疲劳寿命的影响，根据Wirsching模型对疲劳寿命T进行修正，获得适用于宽带随机过程的疲劳寿命T₁。