对于搅拌摩擦焊接头疲劳寿命统计分布特征

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1、应用与试验2013年第5期(第26卷，总第127期)·机械研究与应用·搅拌摩擦焊接头疲劳寿命统计分布特征窦秋芳，弓云昭，杨俊(中国飞机强度研究所，陕西西安710065)摘要：以搅拌摩擦焊接头疲劳寿命为研究对象，使用概率统计的方法，研究2024搅拌摩擦焊接头疲劳寿命统计分布特征，其具有代表性的统计参量为形状参数b和特征寿命Ⅳ，通过分析证实了2024铝舍金搅拌摩擦焊接头疲劳寿命符合双参数威布尔分布。关键词：搅拌摩擦焊；疲劳寿命；概率统计；统计参量；威布尔正态分布中图分类号：TG457文献标志码：A文章编号：

2、1007—4414(2013)05-0052-02ResearchonFatigue—lifeStatisticalDistributionCharacteristicsofFrictionStirWeldingJointsD0UQiu—fang，G0NGYun—zhao，YANGJun(AircraftStrengthResearchInstituteofChina，XianShal~i710065，China)Abstract：Usingthestatisticalmethodoftheprobab

3、ility，fatigue—lifestatisticaldistributioncharacteristicsof2024aluminumalloyfrictionstirweldingjointsisresearchedwhichincludingshapeparameterbandfeaturelifeN．Theresultsshowthedis—persibilityoffatigue-lifeofthejointsisverifiedandaccordswithWeibulldistribut

4、ion．Keywords：frictionstirwelding；fatigue-life；probabilityandstatistics；statisticparameters；Weibulldistribution1引言3疲劳寿命的威布尔分布特征搅拌摩擦焊是英国焊接研究所于1991年提出的试验证明，疲劳寿命的概率分布通常符合威布尔一种固相连接技术J。该技术已经在航空、航天、分布。三参数威布尔分布的破坏概率密度函数为：船舶、等工业领域中显示出其独特优势与价值。f(N，=()b-1唧特别是在航空领域，

5、可广泛地应用于机身机翼壁板以及客货舱地板的连接中，以取代常规的机械连接，这[一(门对于飞机的结构减重、经济维修、提高强度性能等具式中：N为随机变量，试验寿命；Ⅳn为位置参数，最小有重要的意义。寿命；Ⅳ为尺度参数，特征寿命；b为形状参数，斜率对于搅拌摩擦焊接接头而言，接头性能在很大程参量。度上与焊接工艺参数的稳定性有关。即便在给定的破坏概率分布函数为：焊接工艺参数、试验件尺寸以及试验条件下，有限个No子样的性能测试结果也呈现一定的随机性和分散性。F(Ⅳ)=1一exp[一、／N、『-一Ⅳ。，]]为更准确、安

6、全地评估搅拌摩擦焊接头性能，笔者利当No=0时，三参数威布尔分布就蜕化为双参数用统计分析理论，对接头的疲劳寿命统计分布特征进威布尔分布。双参数威布尔分布的破坏概率密度函行研究。数为：2工艺参数和试验件规划试验件共计29件，材料：2024一T3铝合金，焊接Ⅳ)=b()b-Iexp[一()]工艺参数：转速为1000r／min，焊速为200mm／min。双参数威布尔分布的破坏概率分布函数为：形状及尺寸如图1所示。试验在Instron8801试验机匕进行。F(Ⅳ⋯p[一()]2604可靠度(存活率)函数为：50

7、I5O—__1；；霎广一———_J、．I卜_[口面上—一R(Ⅳ)=1Ⅳ)一p[一()]ll———lf95l＼。。对可靠度函数两次取自然对数可得：LnL“二：bLnN一6LnNa图1试验件形状及尺寸收稿日期：2013—08—05作者简介：窦秋芳(1980一)，女，陕西韩城人，工程师，硕士，主要从事金属结构疲劳与可靠性研究方面的上作。·52··杌械研究与应用·2013年第5期(第26卷，总第127期)应用与试验令：={耋y=L亩丽Ln{．Ln[1一F(』7、，)]}X=LnNB=一bLnNa∑nN一寺一至L

8、Ⅳ：。6“。i=1可得：LiY=bX+日上式为双参数威布尔分布的伪直线表达式。求解联立方程，就可求得b和值。4形状参数b和特征寿命Ⅳ的点估值确定5疲劳寿命统计分布特征和参数的确定4．1双参数威布尔分布参数估计的回归处理方法试验应力比为R=0．06，最大应力190MPa，共获当有一组m个试验数据时，将其按N≤N⋯≤得29个有效试验数据，试验数据的分布特征如图2∥⋯一≤Ⅳ排列，则第i个试验数据对应的破坏概所示。按上节的方法对试验数据进行了统计处