一种确定结构随机振动疲劳的临界平面法研究

发布时间：2021-09-27 20:23

　　由于航空航天结构所处的振动环境较为严酷,所以解决其在服役期间的疲劳失效问题十分重要。对于单轴振动疲劳寿命的计算方法已经比较成熟,而多轴的情况下多采用单轴依次加载模拟多轴的工况,最终的计算结果再乘以一个经验常数,这种方法具有一定的精度但要精确的确定该系数十分困难。因此,本文给出两种计算结构多轴随机振动疲劳寿命的临界平面法,并对其进行了仿真计算与试验验证。本文的具体工作如下:（1）阐述了金属疲劳特性与疲劳损伤累积理论,总结了若干用于计算结构单轴随机振动疲劳寿命的时域方法与频域方法。针对多轴随机振动疲劳问题,给出两种确定临界平面的方法。第一种方法基于应力响应的功率谱密度矩阵,从统计学的角度确定平均应力主轴的方向,从而进一步确定临界平面的位置。第二种方法基于临界平面外法线的三个方向余弦,通过剪应力方差最大得到临界平面。通过将临界平面上的正应力与剪应力进行线性组合,从而建立起多轴随机振动疲劳寿命计算方法。建立了一种结合商用有限元软件计算结果和自编多轴随机振动疲劳寿命计算程序的混合计算方法,可对结构的多轴随机振动疲劳寿命进行计算。（2）根据理论分析及计算设计了两种带有缺口凹槽的悬臂梁试件及配套夹具... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

各态历经随机过程的相关函数

图 2.2 各态历经随机过程的相关函数动功率谱密度及其谱矩（Winner-Khintchine）定理可得，平稳随机过程的自功率谱密叶变换对，即( ) ( ) d1( ) ( ) d2jx x xxjxx x xS R eR S e 程根据能量在频域中的分布范围可以分为窄带平稳随机和宽带相对集中在某一频率附近，时域波形接近单一频率的简谐振动丰富，其功率谱密度函数图形比较平滑。图 2.3 给出了窄带与

图 2.5 雨流计数法图示性，为了保证雨流计数法的效率需事先对数据进取峰值与谷值，最后雨流仅对这些峰谷值进行计般采用四点法对其进行快速雨流计数。如图 2.6a b 且b c图 2.6 四点雨流计数法的整循环判定图出后需将剩余的数据点对接进行二次雨流计数，最性疲劳损伤累积理论，分别计算每个循环的损伤伤到达 1 时发生破坏，则结构的疲劳寿命为

【参考文献】：
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博士论文
[1]多轴向与单轴向振动环境下结构振动疲劳失效对比研究[D]. 贺光宗.南京航空航天大学 2016
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硕士论文
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本文编号：3410560