[发明专利]基于刚度的SFRP疲劳寿命混合快速预测方法

权利要求书

1.一种SFRP刚度退化的S-N曲线混合快速预测方法，其特征在于，分别根据参考结构的寿命和第一个循环损伤之间的关系得出目标结构的第一S-N曲线、根据参考结构的寿命和稳定段相对刚度退化速率的关系得出目标结构的第二S-N曲线，通过将两者拟合后快速得出目标结构的S-N曲线；

所述的参考结构和目标结构均为具有特定纤维微观结构的SFRP；

所述的损伤是指：初始刚度减去应力应变曲线上当前点与原点连线的斜率，即当前刚度的差值与初始刚度的比值；

所述的寿命和第一个循环损伤之间的关系以及寿命和稳定段相对刚度退化速率的关系均具有结构无关性，即该关系不受具体纤维微观结构的影响，即通过一个结构得出的关系可以直接推广到其它结构；

所述的稳定段相对刚度退化速率是指：相对刚度退化曲线二阶导数稳定在0时的一阶导数值。

2.根据权利要求1所述的SFRP刚度退化的S-N曲线混合快速预测方法，其特征是，具体包括：

第一步：从试验得到的参考结构G1的S-N曲线上选择一个点(N1,S1)，根据试验得到的G1的准静态加载应力应变曲线计算出应力水平为S1时的损伤作为第一个循环损伤其中：E₀为结构初始刚度，E为结构应力水平为S时从应力应变曲线上计算的当前刚度；

第二步：多次重复第一步，通过数据拟合方法得到具有结构无关性的寿命N和第一个循环损伤D之间的寿命-损伤关系f(N,D)＝0；

第三步：对目标结构G2，选定应力水平S2，根据试验得到的G2的准静态加载应力应变曲线计算出应力水平为S2时的损伤D2，根据寿命-损伤关系f(N,D)＝0中预测得到目标结构寿命N2；多次重复后拟合得出目标结构G2的第一S-N曲线SN1；

第四步：从试验得到的参考结构G1的S-N曲线上选择一个点(N1,S1)，采集参考结构G1在出应力水平为S1的循环加载试验中得到相对刚度退化曲线并得到稳定段相对刚度退化速率；

第五步：多次重复第四步，通过数据拟合方法得到具有结构无关性的寿命N和稳定段相对刚度退化速率V的关系g(N,V)＝0；

第六步：采集目标结构G2在应力水平为S2的循环加载试验中得到的相对刚度退化曲线并得到稳定段相对刚度退化速率后，代入第五步得到的寿命和稳定段相对刚度退化速率的关系，得到目标结构寿命N2；多次重复拟合得出目标结构G2的S-N曲线SN2；

第七步：求曲线SN1与曲线SN2的交点，选择交点左侧SN1上的点和交点右侧SN2上的点，通过最小二乘法进行拟合后得到最终S-N曲线。

3.根据权利要求2所述的SFRP刚度退化的S-N曲线混合快速预测方法，其特征是，所述的循环加载试验是指：采用恒定的应力波形，即峰谷值确定的正弦波进行的重复加载-卸载试验。

4.根据权利要求2所述的SFRP刚度退化的S-N曲线混合快速预测方法，其特征是，所述的相对刚度退化曲线通过以下方式得到：在循环加载试验中，记录循环次数的序号作为横轴，该循环中的最大相对刚度作为纵轴，绘制出相对刚度退化曲线。

5.根据权利要求2所述的SFRP刚度退化的S-N曲线混合快速预测方法，其特征是，所述的稳定段相对刚度退化速率是指：通过对为相对刚度退化曲线的二阶导数开始稳定在0时的一阶导数值。