一种多轴载荷条件下细节疲劳强度额定值的确定方法

摘要

本发明提供了一种多轴载荷条件下细节疲劳强度额定值的确定方法，涉及疲劳强度领域，该算法步骤为：（1）利用现有的高周多轴疲劳模型将多轴载荷转化为等效应力；（2）若转化的等效应力为剪切型模型，需将等效剪应力幅转化为等效轴向应力幅；（3）利用Goodman方程将等效轴向应力幅σ_eq,a转化为应力比为0.06时的最大应力σ_eq,0.06；（4）通过双点法计算DFR值。本发明用于计算多轴载荷条件下的DFR值，预测结果说明该方法能较好的计算多轴载荷条件下的DFR值。

主权项

一种多轴载荷条件下细节疲劳强度额定值的确定方法，其特征在于：步骤如下，步骤1)：利用现有的高周多轴疲劳模型将多轴载荷转化为等效应力S_eq,a，高周多轴模型为剪切型模型，亦或有轴向应力幅；步骤2)：当高周多轴模型为剪切型模型时，其等效应力为等效剪应力幅τ_eq,a，需要将等效剪应力幅τ_eq,a转换为等效轴向应力幅σ_eq,a，转化公式为：${\sigma }_{eq,a}=\frac{{\sigma }_{N,0.06}}{{\tau }_{N,0.06}}{\tau }_{eq,a}$其中，σ_N,0.06和τ_N,0.06为材料寿命为N时，应力比R为0.06的条件疲劳极限；步骤3)：利用Goodman方程将等效轴向应力幅σ_eq,a转化为应力比为0.06时的最大应力σ_eq,0.06的计算公式如下：${\sigma }_{eq,0.06}=\frac{{\sigma }_{eq,a}}{(0.47+0.53\frac{{\sigma }_{eq,a}}{{\sigma }_u})}$其中，σ_u是材料的拉伸强度；步骤4)：通过双点法计算DFR值：(1)用双点法求DFR值，要求确定一个应力水平σ₁，使试件寿命在10⁴到10⁵区间内，在应力水平σ₁下，测定一组寿命数据；确定另一个应力水平σ₂使试件寿命在10⁵到10⁶区间内，在应力水平σ₂下，测定对应的一组寿命数据，并且这些数据的应力比均为0.06；(2)将得到的数组利用下式计算对应应力水平下的特征寿命，如下式：$\beta ={\left[\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{N_i}^{\alpha }\right]}^{1/\alpha }$其中，β为同一加载条件组内不同试验结果的特征寿命，n为同一加载条件组内进行试验的次数，α为材料常数，若为铝合金则为4，N_i为同一加载条件组内的第i个实验结果寿命；(3)利用两组寿命数据计算出特征寿命后，通过下式计算对应应力水平下的可靠度为R＝95％，置信度C＝95％的寿命N_95/95，如下式：$N_{95/95}=\frac{\beta }{S_T{S}_R{S}_C}$其中，S_T为试样系数，S_R为可靠度系数，铝合金材料为2.1，S_C为置信度集数，铝合金材料为2.7；(4)由上面求得的σ₁和σ₂两个应力水平下的两个N_95/95后，利用双对面数坐标下的S‑N曲线求得材料的DFR值。