最大熵准则识别材料疲劳寿命分布

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1、第6卷第3期航空工程进展V01．6No·32015年8月ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGAug．2015文章编号：1674—8190(2015)03—297—09最大熵准则识别材料疲劳寿命分布王宇，李洪双(南京航空航天大学航空宇航学院，南京210016)摘要：疲劳寿命具有很大的分散性，是工程结构设计中必须考虑的因素。为了降低主观不确定性的引入，得到更合理的疲劳寿命分布类型，提出一种用于识别疲劳寿命概率分布类型的一般计算方法。该方法首先根据疲劳试验样本信息确定疲劳寿命

2、的前四阶统计矩；基于统计矩信息，利用最大熵准则确定疲劳寿命的概率分布类型。在基于最大熵准则识别疲劳寿命分布时，利用Lagrange乘子法求解最大熵分布。采用已有的航空铝合金2024一T351板件疲劳裂纹扩展试验数据验证所提计算方法的合理性和有效性。结果表明：所提方法能够高效地识别材料疲劳寿命分布类型，并且不局限于单峰标准分布类型。关键词：最大熵准则；疲劳寿命；统计矩；概率方法中图分类号：TBll4．3；0346．2文献标识码：AMaximumEntropyPrincipleforIdentifyingtheFatigu

3、eLifeDistributionofMaterialWangYu，LiHongshuang(CollegeofAerospaceEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Itiswell—knownthatthefatiguelivesofmetalmaterialhaveaconsiderableamountofscatterandtheyarecommonlysuggestedtob

4、econsideredinengineeringdesign．Arationalcomputationalmethodisproposedforidentifyingtheprobabilitydistributionoffatiguelife，inordertoreducetheintroductionofsubjectiveuncertain—tiesandobtainrationalprobabilitydistribution．FirstlythesamplestatisticsareusedtOestimat

5、ethefirstfourstatisticalmomentsoffatiguelife．Then，basedonallthosestatisticalmomentconstraints，themaximumentro—PYprincipleisemployedtoidentifyarationalprobabilitydistributionforfatiguelifeofinterest．Identificationoffatiguelifedistributionbasedonmaximumentropyprin

6、ciple，maximumentropydistributionisfoundbytheLa—grangemultipliers．Therationalityandeffectivenessoftheproposedmethodaredemonstratedbytheexperi—mentaldataof2024一T351aluminumalloyspecimensavailableintheliterature．Computationalresultsshowthattheproposedmethodcaneffic

7、ientlyidentifythefatiguelifedistributionofmaterialanditisnotlimitedintherealmofstandard，unimodaldistributiontypes．Keywords：maximumentropyprinciple；fatiguelife；statisticalmoments；probabilisticmethod0引言在工程结构设计中，通常认为金属材料的力学收稿日期：2014—12-08；修回日期：2015-0卜17基金项目：国家自然科学基

8、金(11102084)江苏高校优势学科建设工程资助项目通信作者：李洪双，hongshuangli@nuaa．edu．cn性能是各向同性的，然而即使在相同载荷条件下，疲劳寿命试验数据仍具有相当大的分散性，这归因于不均匀的材料属性、边界条件等因素。因此，概率方法在疲劳寿命预测和抗疲劳设计中的应用得到了重视，包括裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿