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本文从基本的力学观点出发,从随机载荷谱分解入手,利用傅立叶变换把一个给定的随机载荷谱转换为多个等幅载荷的叠加,转换过程中频率为零的幅值为平均应力幅,各阶频率的幅值即为对应的等幅载荷的幅值,然后在推导其计算表达式时利用熟知的积分中值定理,首次在理论上证明了可用一个等效的三参数的等幅载荷作用下的疲劳裂纹扩展过程来计算随机谱块作用下的疲劳寿命,并通过算例初步证明了其正确性。
这一点在理论和应用上都具有重要意义,在理论上它确定了用三参数可表示任何一随机载荷谱块作用下的裂纹扩展过程,目前已有的各种方法都是在寻找这三个参数中的某一个,但各种试图通过等幅载荷试验数据推出随机载荷作用下疲劳寿命的正问题的方法都存在根本性的困难,目前解决的途经仍须正反问题方法相结合。在应用上,由于存在这样一个等效的等幅载荷,使得在有限的试验点或现场检测值就能确定其待定的三个常数,而不必深究其机理就能推出其整个扩展过程,准确计算其疲劳寿命,为工程应用提供了简单实用的方法。
文中给出了随机载荷谱作用下疲劳裂纹扩展寿命计算新方的理论推导过程,给出了算例的计算步骤、计算结果及与已有计算方法的对比分析,对相关问题进行了讨论分析,对今后的研究方向提出了作者的建议。