[发明专利]基于疲劳寿命分布的复合材料可靠度预测方法

摘要

本发明公开了一种基于疲劳寿命分布的复合材料可靠度预测方法，首先通过Mittag-Leffler分布刻画复合材料的疲劳寿命分布，然后结合修正的Miner等损伤原则，确定复合材料的累计损伤统计分布，最后采用蒙特卡罗法预测复合材料在不同载荷循环次数下的疲劳可靠度。Mittag-Leffler分布比现在常用的三参数Weibull分布的参数少，且参数的物理意义明确；改进的Miner等损伤原则，考虑了作用于复合材料上载荷顺序的影响，且技术特点简单，方便工程技术人员的使用。本发明可用于预测复合材料的疲劳可靠度，是制定复合材料构件修复计划的参考，具有重要的理论和工程意义。

主权项

1.一种基于疲劳寿命分布的复合材料可靠度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、获取复合材料的疲劳寿命试验数据；（2）、利用Mittag-Leffler分布确定步骤（1）中复合材料的疲劳寿命的统计分布，所述Mittag-Leffler分布的累积分布函数的表达式为：FN(n)=1-sinπαπ∫08yα-1exp(-ny/σ)y2α+1+2yαcosπαdy]]>其中，α为稳定指数，σ为尺度参数，n为疲劳寿命；（3）、利用步骤（1）中的疲劳寿命试验数据，确定改进的Miner等损伤原则中的复合材料参数，所述改进的Miner等损伤原则通过下式表示：Σi=1mMiλiNi=MλN]]>其中，N_i为第i级载荷对应的疲劳寿命，M_i为第i级载荷对应的循环次数，λ_i为第i级载荷对应的复合材料参数，N为等效疲劳寿命，M为等效循环次数，λ为等效的复合材料参数，m为载荷加载的次数；（4）、根据步骤（2）得到的疲劳寿命的统计分布和步骤（3）得到的改进的Miner等损伤原则，确定累积损伤对应的统计分布，所述累积损伤对应的统计分布的累积分布函数的表达式为：FD(d)=sinπαπ∫08yα-1exp(-Mλy/(σd))y2α+1+2yαcosπαdy]]>其中，d为累积损伤，M为等效循环次数，α为稳定指数，σ为尺度参数，λ为等效的复合材料参数；（5）、利用步骤（4）得到的累积损伤的统计分布，采用蒙特卡罗法预测复合材料在不同载荷循环次数下的疲劳可靠度。