一种复合材料结构的高周弯曲疲劳寿命预测方法技术

本发明专利技术公开了一种复合材料结构的高周弯曲疲劳寿命预测方法，其主要步骤为：首先建立复合材料各向异性的静态渐进损伤模型和疲劳累积损伤模型；然后，基于周期跳跃方法，计算分析经历一定弯曲疲劳循环数之后结构的损伤状态，获取结构的剩余弯曲刚度百分比下降规律；最后，采用剩余弯曲刚度百分比下降至80％为准则，判定高周弯曲疲劳寿命。本发明专利技术提出的高周弯曲疲劳寿命预测方法，一方面以等效弯曲刚度下降等现象预测结构寿命，反映复合材料高周弯曲疲劳的特点，克服现有技术基于最大应力点预测复合材料结构寿命的缺点。另一方面采用周期跳跃算法，减小计算量，能够获取疲劳损伤演变全过程的结构状态变化。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料结构的高周弯曲疲劳寿命预测方法
本专利技术是一种复合材料结构的高周弯曲疲劳寿命预测方法，开展结构高周弯曲疲劳整个过程的疲劳损伤演化情况模拟，基于结构等效弯曲刚度下降规律预测结构寿命，属于航空材料结构强度领域。
技术介绍
随着复合材料在各个领域的广泛应用，疲劳问题引起越来越多的关注，国内外许多学者开展了大量的复合材料疲劳试验研究，但这些研究主要集中于轴向疲劳，复合材料的弯曲疲劳问题研究相对较少。然而复合材料结构在实际工作中经常会承受较高周次弯曲疲劳循环而导致失效，例如航空发动叶片通常在气流激振下发生高周弯曲疲劳破坏。在复合材料疲劳寿命预测模型方面，传统的金属疲劳理论与晶体属性密切相关，不适合直接应用于复合材料的疲劳分析。Vassilopoulos等(参见VassilopoulosAP,ManshadiBD,KellerT.Influenceoftheconstantlifediagramformulationonthefatiguelifepredictionofcompositematerials[J].2010,32(4):659-669.)通过研究发现，适用于金属疲劳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料结构的高周弯曲疲劳寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S01：进行复合材料结构建模，建立复合材料各向异性的静态损伤模型和疲劳损伤模型，静态损伤模型用于结构在弯曲载荷下的精确损伤过程计算，是一个全耦合分析计算过程；疲劳损伤模型基于静态渐进损伤模型计算评估的损伤扩展速率，预估经历一定循环数之后的疲劳损伤累积量；步骤S02：根据步骤S01的静态损伤模型和载荷条件，开展静态损伤全耦合分析计算，预估结构每一个积分点的损伤演化速率；步骤S03：对于步骤S01中提出的对疲劳寿命全过程的损伤演变分析，采用周期跳跃方法减少计算量，根据步骤S02评估的损伤速率，以及步骤S01的疲劳损伤模型...

【技术特征摘要】
1.一种复合材料结构的高周弯曲疲劳寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S01：进行复合材料结构建模，建立复合材料各向异性的静态损伤模型和疲劳损伤模型，静态损伤模型用于结构在弯曲载荷下的精确损伤过程计算，是一个全耦合分析计算过程；疲劳损伤模型基于静态渐进损伤模型计算评估的损伤扩展速率，预估经历一定循环数之后的疲劳损伤累积量；步骤S02：根据步骤S01的静态损伤模型和载荷条件，开展静态损伤全耦合分析计算，预估...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡殿印，王荣桥，张龙，曾雨琪，韩江博，杨尧，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11