引入三参数S-N曲线的DFR法

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1、第42卷第3期2010年6月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics引入三参数IS一Ⅳ曲线的DFR法王长江姚卫星(南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，南京，210016)V01．42No．3Jun．2010摘要：将三参数s—N曲线引入传统的细节疲劳额定值DFR(Detailfatiguerating，DFR)法，使之适合于中长寿命区结构的疲劳可靠性分析。文中推导了常幅和多级栽荷下结构疲劳可靠寿命的计算公式，给出了由试验数据确定结构DFR值和相

2、关参数的方法。结果表明在中等寿命区，本文提出的方法与原DFR法的计算结果相差不大，并与试验结果符合较好；当长寿命区应力水平造成的疲劳损伤占主要部分时，原DFR法过于保守．关键词：疲劳可靠性；细节疲劳额定值；三参数S一Ⅳ曲线；Weibull分布中图分类号：V222文献标识码：A文章编号：1005—2615(2010)03—0294—04DFRMethodwithThree—ParameterS—NCurveWangChangjiang，YaoWeixing(KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNational

3、Defense—AdvancedDesignTechnologyofFlightVehicle，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjlng，210016．China)Abstract：ByIntroducingthethree-parameterS—Ncurve，animproveddetailfatiguerating(DFR)methodispresented．Themethodissuitableforthefatiguereliabilityanalysisofstructu

4、resunderfa—tigueloadsinhighcyclefatigue(HCF)orsub—fatigue(SF)area．Formulationsforcalculatingthefa—tiguereliablelifeofstructuresunderconstantamplitudeloadormulti-levelloadsarederived．AmethodfordeterminingDFRvalueandrelatedparametersbythefatiguetestdataaregiven．Theresultdemon

5、—stratesthatthereislittledifferencebetweentheimprovedDFRmethodandtheoriginalDFRmethodinHCFarea．andthepredictedresultoffatiguereliablelifeisinagreementwiththeexperimentaldata．ItalsoshowsthatwhenthemainpartofthefatiguedamageisfromfatigueloadsinSFarea，theoriginalDFRmethodisove

6、r—conservativecomparedwiththeimprovedDFRmethod．Keywords：fatiguereliability；detailfatiquerating(DFR)；three—parameterS-Ncurve；Weibulldistri—bution疲劳失效是飞机结构件的主要失效模式，进行疲劳可靠性分析可以为合理地制定飞机结构维修方案和确定其使用寿命提供依据[1】。目前已经发展了多种疲劳可靠性分析方法，细节疲劳额定值(Detailfatiguerating，DFR)法以其简单实用的特点得到了广泛的应用[2

7、-6]。受标准S一Ⅳ曲线假设的限制，原DFR法[7]的适用范围为10‘～106寿命区间。对于短寿命区(N<104)和长寿命区(Ⅳ>106)的应力水平，原DFR法不再适用。针对这个问题，文献[8]假定结构的S一Ⅳ曲线在双对数坐标系下为折线，给出了一种适用于全寿命区的DFR法。大量材料的疲劳试验数据表明，该假设在长寿命区不完全合适，尤其是当S一Ⅳ曲线存在明显水平段的时候。本文基于材料的疲劳试验数据提出了一种引入三参数S一Ⅳ曲线的DFR法，它适合中长寿命区收稿日期：2009—10-13；修订日期：2009—12—24作者简介：王长江，男，博士研究生

8、，1986年11月生；姚卫星(联系人)，男，教授，博士生导师．E—mail：wxyao@nuaa．edu．ca。第3期王长江，等：引入三参数S-N曲线的DFR法29