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多轴疲劳寿命分析方法在飞机结构上的应用

宋恩鹏 陆华 何刚 王明春 刘天奇 鲍蕊

宋恩鹏, 陆华, 何刚, 等 . 多轴疲劳寿命分析方法在飞机结构上的应用[J]. 北京航空航天大学学报, 2016, 42(5): 906-911. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0322
引用本文: 宋恩鹏, 陆华, 何刚, 等 . 多轴疲劳寿命分析方法在飞机结构上的应用[J]. 北京航空航天大学学报, 2016, 42(5): 906-911. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0322
SONG Enpeng, LU Hua, HE Gang, et al. Application of multi-axial fatigue life estimation methods to aircraft structural components[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2016, 42(5): 906-911. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0322(in Chinese)
Citation: SONG Enpeng, LU Hua, HE Gang, et al. Application of multi-axial fatigue life estimation methods to aircraft structural components[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2016, 42(5): 906-911. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0322(in Chinese)

多轴疲劳寿命分析方法在飞机结构上的应用

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0322
详细信息
    作者简介:

    宋恩鹏 男,学士,研究员。主要研究方向:结构疲劳分析与试验。Tel.:024-26784215 E-mail:sep_s@sohu.com

    通讯作者:

    宋恩鹏,Tel.:024-26784215 E-mail:sep_s@sohu.com

  • 中图分类号: V215.5

Application of multi-axial fatigue life estimation methods to aircraft structural components

  • 摘要: 针对飞机结构上常见的处于多轴应力应变(比例多轴)状态下的典型结构,采用3种多轴疲劳寿命分析模型,对该结构的疲劳危险部位进行疲劳寿命分析,并与单轴寿命分析方法的分析结果、疲劳试验结果进行了对比分析。首先对该结构进行细节有限元计算,确定结构的应力分布与应力水平,当载荷施加到88%的最大一级的峰值载荷时,疲劳危险部位的孔边即出现显著的塑性应变,因此,选用低周疲劳(LCF)寿命预测模型进行分析。选取的3种分析模型均是基于临界面的分析模型,分别是Wang-Shang模型、Smith-Watson-Topper(SWT)模型以及Morrow-Brown-Miller模型。为验证分析模型工程适用性,开展了该结构的多轴疲劳试验。与试验结果相比,3种分析模型的预测结果均偏大,其中Wang-Shang模型的预测结果最接近试验值,适用于本文这类结构;SWT模型和Morrow-Brown-Miller模型的预测结果误差相对较大。对于处于多轴载荷状态下的结构,应按照多轴疲劳寿命分析方法进行寿命预测,单轴疲劳寿命分析方法将给出过于危险的评定结果。

     

  • [1] WANG C H,BROWN M W.Life prediction techniques for variable amplitude multi-axial fatigue-Part 2:Comparison with experimental results[J].ASME Journal of Engineering Materials and Technology,1996,118(1):371-374.
    [2] 王雷,王德俊.一种随机多轴疲劳的寿命预测方法[J].机械强度,2003,25(2):204-206. WANG L,WANG D J.Life prediction approach for random multi-axial fatigue[J].Journal of Mechanical Strength,2003,25(2):204-206(in Chinese).
    [3] 尚德广,王德俊.多轴疲劳强度[M].北京:科学出版社,2007:118-129. SHANG D G,WANG D J.Multi-axial fatigue strength[M].Beijing:Science Press,2007:118-129(in Chinese).
    [4] DARRELL F S,GARY B M.Multi-axial fatigue[M].Warrendale:SAE Publication Press,2000:79-97.
    [5] 王英玉.金属材料的多轴疲劳行为与寿命估算[D].南京:南京航空航天大学,2005:4-9. WANG Y Y.Fatigue behavior and fatigue life prediction of metals under multi-axial cyclic loading[D].Nanjing:Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,2005:4-9(in Chinese).
    [6] WANG C H,BROWN M W.Life prediction techniques for variable amplitude multi-axial fatigue-Part1:Theories[J].ASME Journal of Engineering Materials and Technology,1996,118(1):367-370.
    [7] 时新红,张建宇,鲍蕊,等.材料多轴高低周疲劳失效准则的研究进展[J].机械强度,2008,30(3):515-521. SHI X H,ZHANG J Y,BAO R,et al.Development of failure criterion on high-cycle and low-cycle multiaxial fatigue[J].Journal of Mechanical Strength,2008,30(3):515-521(in Chinese).
    [8] 张莉,唐立强,付德龙.基于损伤累积理论的多轴疲劳寿命预测方法[J].哈尔滨工业大学学报,2009,41(4):123-125. ZHANG L,TANG L Q,FU D L.An evaluation method of fatigue life under multi-axial loading based on damage accumulation theory[J].Journal of Harbin Institute of Technology,2009,41(4):123-125(in Chinese).
    [9] 吴志荣,胡绪腾,宋迎东.多轴载荷下缺口件的疲劳寿命估算方法[J].工程力学,2014,31(10):216-221. WU Z R,HU X T,SONG Y D.Estimation method for fatigue life of notched specimen under multi-axial loading[J].Engineering Mechanics,2014,31(10):216-221(in Chinese).
    [10] 尚德广,姚卫星.基于临界面法的多轴疲劳损伤参量的研究[J].航空学报,1999,20(4):295-298. SHANG D G,YAO W X.Study on multiaxial fatigue damage parameters based on the critical plane approach[J].Acta Aeronautica et Astronautica Sinica,1999,20(4):295-298(in Chinese).
    [11] 吴志荣,胡绪腾,宋迎东.基于最大剪切应变幅和修正SWT参数的多轴疲劳寿命预测模型[J].机械工程学报,2013,49(2):59-66. WU Z R,HU X T,SONG Y D.Multiaxial fatigue life prediction model based on maximum shear strain amplitude and modified SWT parameter[J].Journal of Mechanical Engineering,2013,49(2):59-66(in Chinese).
    [12] PARK J,NELSON D.Evaluation of an energy-based approach and a critical plane approach for predicting constant amplitude multiaxial fatigue life[J].International Journal of Fatigue,2000,22(1):23-39.
    [13] 邱宝象,高增梁,王效贵,等.基于有限元法的16MnR缺口件疲劳寿命预测方法[J].工程力学,2010,27(8):21-26. QIU B X,GAO Z L,WANG X G,et al.A fatigue life prediction method for 16MnR steel notched components based on the finite element method[J].Engineering Mechanics,2010,27(8):21-26(in Chinese).
    [14] 吴光强,李运超,盛云.后悬架多轴疲劳寿命预测[J].同济大学学报,2010,36(6):881-884. WU G Q,LI Y C,SHENG Y.Multiaxial fatigue life prediction of rear suspension[J].Journal of Tongji University,2010,36(6):881-884(in Chinese).
    [15] 张成成.复杂应力场下结构高周疲劳寿命分析[D].南京:南京航空航天大学,2010:60-71. ZHANG C C.Fatigue life prediction of structures in HCF region under complex stress field[D].Nanjing:Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,2010:60-71(in Chinese).
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  • 收稿日期:  2015-05-20
  • 网络出版日期:  2016-05-20

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