【技术实现步骤摘要】
纤维金属层板复杂载荷下的疲劳寿命预测方法
本专利技术涉及航空结构材料疲劳性能研究
，具体涉及一种纤维金属层板复杂载荷下的疲劳寿命预测方法。
技术介绍
自20世纪中期，为了满足航空航天工业快速发展的需求，不断提高结构材料的各方面性能已成为大势所趋。许多国家越来越迫切地对新型材料进行研发与应用，并将材料的研发及应用放在科研工作的首位。至今为止，受到越来越多关注的新型材料是复合材料，各种先进复合材料在新型材料中占据相当大的比例。这些复合材料不但可以满足结构设计的减重需求，而且相比金属材料具有一些独特的优势，如比强度、比刚度方面以及优异的抗疲劳性能和耐腐蚀性能。复合材料结构由于其优良的综合性能已广泛应用于航天领域。纤维增强金属层板(FiberReinforcedMetalLaminates，简称FRMLs，又称纤维金属层板，简称FMLs)作为一种新型复合材料，同时具有金属层的高耐冲击性及复合纤维层的高断裂韧性，是航空航天材料的最佳选择。作为重要的航空疲劳结构部件，其疲劳性能尤显重要。目前，很多学者对纤维金属层板的疲劳裂...
【技术保护点】
1.一种纤维金属层板复杂载荷下的疲劳寿命预测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：分别在恒幅循环应力比为0.06、-1、10的情况下，对纤维金属层板进行疲劳寿命试验，并获得应力比分别为0.06、-1、10下的疲劳寿命S-N曲线；/n步骤2：基于分段线性差值法计算纤维金属层板在第i种循环应力下的恒幅疲劳寿命值；/n步骤3：令i＝1,2,…,n，重复步骤2，计算出复杂载荷谱中每种循环应力下的恒幅疲劳寿命值；/n步骤4：通过公式(1)计算出复杂载荷谱对纤维金属层板的累计损伤率D，当D＝1时，则认为纤维金属层板发生破坏，当纤维金属层板发生破坏时，复杂载荷谱中对应循环应力的次数...
【技术特征摘要】
1.一种纤维金属层板复杂载荷下的疲劳寿命预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：分别在恒幅循环应力比为0.06、-1、10的情况下，对纤维金属层板进行疲劳寿命试验，并获得应力比分别为0.06、-1、10下的疲劳寿命S-N曲线；
步骤2：基于分段线性差值法计算纤维金属层板在第i种循环应力下的恒幅疲劳寿命值；
步骤3：令i＝1,2,…,n，重复步骤2，计算出复杂载荷谱中每种循环应力下的恒幅疲劳寿命值；
步骤4：通过公式(1)计算出复杂载荷谱对纤维金属层板的累计损伤率D，当D＝1时，则认为纤维金属层板发生破坏，当纤维金属层板发生破坏时，复杂载荷谱中对应循环应力的次数即为纤维金属层板的疲劳寿命；
式中，表示纤维金属层板在第i种循环应力下的恒幅疲劳寿命值，ni表示第i种循环应力的作用次数，α、β表示纤维金属层板的材料参数。
2.根据权利要求1所述的一种纤维金属层板复杂载荷下的疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述步骤2包括：
步骤2.1：利用公式(2)计算复杂载荷谱中每种循环应力的应力比，
式中，Ri表示第i种循环应力的应力比，σmin,i表示第i种循环应力的波谷值，σmax,i表示第i种循环应力的波峰值，n表示复杂载荷谱中循环应力的个数；
步骤2.2：根据公式(2)确定出载荷谱中第i种循环应力的应力比Ri后，通过公式(3)计算所述应力比Ri的平均应力
步骤2.3：从取值为0.06、-1、10的应力比中任取两个作为已知应力比Ru、Rv，即满足在σm-σa坐标平面上Ri位于Ru和Rv之间；
步骤2.4：设置疲劳寿命的初始值N，根据已知应力比Ru的S-N曲线双对数方程，计算疲劳寿命初始值N对应的平均应力应力幅
当Ru＜1.0，通过公式(4)～(5)计算已知应力比Ru下疲劳寿命初始值N对应的平均应力应力幅
式中，N表示疲劳寿命的初始值，表示应力比Ru下初始值N对应的循环应力波峰值，au表示应力比Ru下的S-N曲线在双对数坐标系的斜率，bu表示应力比Ru下的S-N曲线在双对数坐标系的截距；
当Ru＞1.0，通过公式(6)～(7)计算已知应力比Ru下疲劳寿命初始值N对应的平均应力应力幅
步骤2.5：根据已知应力比Rv的S-N曲线双对数方程，计算疲劳寿命初始值N对应的平均应力应力幅
当Rv＜1.0，通过公式(8)～(9)计算已知应力比Rv下疲劳寿命初始值N对应的平...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟维迎，李宇鹏，张啸尘，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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