miner累计损伤法

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1、材料在循环应力或循环应变作用下，由于某点或某些点产生了局部的永久结构变化，从而在一定的循环次数以后形成裂纹或发生断裂的过程称为疲劳。在一定的循环特征下，材料可以承受无限次应力循环而不发生破坏的最大应力称为在这一循环特征下的“持久极限”或“疲劳极限”。通常应力比时，持久极限的数值最小。习惯上，如果不加说明的话，所谓材料的持久极限都是指时的最大应力。这时，最大应力值就是应力幅的值，用表示。在工程应用中，传统的方法是规定一个足够大的有限循环次数，在一定的循环特征下，材料承受次应力循环而不发生破坏的最大应力就作为材料在该循环特征下的持久极限。IIW-2008标准（IIW-18

2、23-07/exXIII-2151r4-07/XV-1254r4-07Dec.2008）《焊接接头与部件的疲劳设计》给出了在双对数坐标系的情况下，S-N曲线不是一条直线，而是具有双斜率的折线，该折线拐点对应的循环次数Nc=1107，而Nc=2106循环次数对应的疲劳强度值即为FAT等级值。另外，该S-N曲线截止循环次数Ncut=1109。IIW-2008标准中的表{3.2}-1中分别给出了钢和铝合金的接头细节及疲劳强度等级（FATClass）值，而这些接头全部是从工程结构中归纳出来的。那么在进行疲劳强度评估的时候，首先从这些表中按设计要求及受力特点查找相符的接头几何形

3、状，一旦接头形状选定，要记下表中疲劳强度等级FAT的值，然后，根据该FAT值，查表{4.3}-2，根据FAT级别对应的参数即可绘制该级别的S-N曲线。图4.1和图4.2分别给出了IIW-2008标准中钢和铝合金焊接结构的S-N曲线。IIW-2008标准的寿命预测算法原理是基于Miners损伤累积理论。该理论的主要假设是：等幅疲劳载荷谱作用下，每次循环加载所造成的损伤增量相等且独立可加；多级变幅疲劳载荷谱作用下，各级循环加载所造成的损伤增量独立可加；材料疲劳破坏所对应的临界损伤是一常量，仅依赖于材料特性，与载荷谱及加载历程无关。以表示载荷谱中应力范围为的循环次数，表示在

4、该应力范围时将导致损坏的循环总数，则在下式情况时出现疲劳破坏：在IIW标准中，损伤比定义为:式中，和为评估点的S-N曲线拐点，对应的循环次数分别为107与109；和为常系数；为S-N曲线斜率。图4.3给出了IIW-2008标准中的S-N曲线参数。图4.1IIW-2008中给出的钢焊接结构疲劳曲线图4.2IIW-2008中给出的铝焊接结构疲劳曲线图4.3IIW-2008标准中S-N曲线参数