多軸隨機振動頻域疲勞方法的研究與應用.pdf

1、本文基于臨界損傷平面法對多軸隨機振動疲勞在時域和頻域范圍內(nèi)進行了研究。結(jié)合應力張量分量的協(xié)方差矩陣，采用最大方差法編制程序?qū)崿F(xiàn)疲勞薄弱點的臨界面位置的確定。并對用來表示臨界面位置的方向余弦向量的步長以及閾值對臨界面位置的影響進行了探索，發(fā)現(xiàn)步長越小越能得到比較精確的臨界面位置，但是太小又會嚴重影響計算效率，同時閾值太大，得到的最大方差值偏離實際值就會較大，進而影響臨界面位置的確定。通過對比分析，發(fā)現(xiàn)當方向余弦步長達到0.01，閾值選取1

2、e-6時，即可搜索到比較準確的臨界面位置。根據(jù)確定好的臨界面位置，再結(jié)合多軸應力等效準則，獲取等效應力和等效應力功率譜密度。
　　引入懸臂梁模型，在四種工況條件下，分別在時域和頻域范圍內(nèi)討論了疲勞壽命的計算結(jié)果。在時域中，是根據(jù)臨界面法確定的等效應力再結(jié)合材料的疲勞特性，經(jīng)過循環(huán)計數(shù)后，采用線性損傷累積的方法完成對疲勞壽命的估算。
　　在頻域中，通過等效應力功率譜密度確定頻域方法計算疲勞壽命所需的參數(shù)后，根據(jù)疲勞壽命計算公式

3、完成對疲勞壽命的估算。本文一方面基于時域響應的自譜密度和互譜密度，使用由二者構(gòu)造的應力分量的功率譜密度函數(shù)矩陣以及只考慮自譜密度、忽略互譜密度構(gòu)造的應力分量的功率譜密度函數(shù)矩陣完成多軸頻域疲勞壽命的計算，另一方面，使用了基于頻域激勵的隨機振動頻響分析法計算了多軸疲勞壽命，通過對時域法和三種頻域法得到的疲勞壽命的對比，發(fā)現(xiàn)互功率譜密度對結(jié)果的影響很小。因此可以在頻域范圍內(nèi)，使用基于臨界面法的隨機振動頻響分析完成多軸疲勞壽命計算。