【正文】 ce the plex history into a number of events which can be pared to the available constant amplitude test data. This process of reducing a plex load history into a number of constant amplitude events is termed cycle counting. 為預(yù)測承受變幅載荷歷程構(gòu)件的壽命，需要將復(fù)雜歷程簡化為一些與可用恒幅試驗數(shù)據(jù)相比的事件。這一將復(fù)雜載荷歷程簡化為一些恒幅事件的過程，稱為循環(huán)計數(shù)。 46 S t 0 典型譜段 適于以典型載荷譜段表示的重復(fù)歷程。 2. 簡化雨流計數(shù)法 （ rainflow counting) 雨流計數(shù)法 要求典型段從 最大峰或谷處起止。 039。 1 139。 2 239。 雨流計數(shù)典型段 不失一般性。 47 簡化雨流計數(shù)方法： A B C D E F G H I J A39。 0 2 4 2 4 t S A B C D E F G H I J A39。 0 2 4 2 4 S 第一次雨流 B C E F G H I J E39。 0 2 4 2 4 S B39。 第二次雨流 F G I J 0 2 4 2 4 第三次雨流 F39。 I39。 譜轉(zhuǎn) 90?，雨滴下流。若無阻擋，則反向，流至端點。 記下流過的最大峰、谷值，為一循環(huán)，讀出 ?S, Sm。 刪除雨滴流過部分，對剩余歷程重復(fù)雨流計數(shù)。 48 簡化雨流計數(shù)結(jié)果： A B C D E F G H I J A39。 0 2 4 2 4 S 第一次雨流 B C E F G H I J E39。 0 2 4 2 4 S B39。 第二次雨流 F G I J 0 2 4 2 4 第三次雨流 F39。 I39。 雨流計數(shù)結(jié)果 循環(huán) 變程 均值 EHE39。 7 BCB39。 4 1 ADA39。 9 FGF39。 3 IJI39。 2 1 雨流計數(shù)是二參數(shù)計數(shù)，結(jié)果均為全循環(huán)。 典型段計數(shù)后的重復(fù)，只需考慮重復(fù)次數(shù)即可。 49 若轉(zhuǎn)換時 R不變， N N2可用相同的 SN曲線 SmN=C 表示時， 等損傷轉(zhuǎn)換條件 為： n2=n1(N2/N1)=n1(S1/S2)m. 4. 不同載荷間的轉(zhuǎn)換 計數(shù)后的多級載荷，如何簡化到有限的載荷級？ 不同載荷間轉(zhuǎn)換的原則 : 損傷等效 。 將 S1下循環(huán) n1次的載荷，轉(zhuǎn)換成 S2下循環(huán) n2次，等損傷轉(zhuǎn)換條件 為： n1/N1=n2/N2 或 n2=n1(N2/N1) N N2分別為在 (S1, R1)和 (S2 ,R2)下的壽命。 50 小 結(jié) 1) 應(yīng)力疲勞是彈性應(yīng)力控制下的長壽命疲勞。 （ Smax＜ Sy, Nf＞ 1034次） 2) SN曲線描述材料的疲勞性能。 R=1時的 SN曲線是基本 SN曲線。 SN曲線： SmN=C 3) Goodman直線反映平均應(yīng)力或應(yīng)力比的影響； (Sa/Sa(R=1))+(Sm/Su)=1 (等壽命直線 ) 拉伸平均應(yīng)力有害。 噴丸、冷擠壓引入殘余壓應(yīng)力可改善疲勞性能。 51 7) 隨機(jī)譜可用計數(shù)法計數(shù)。轉(zhuǎn)換成變幅塊譜。 雨流法是典型譜二參數(shù)全循環(huán)計數(shù)法。 6) Miner理論可用于變幅載荷下的壽命估算， Miner 理論： D=?Di=?(ni/Ni)=1 相對 Miner理論： NA=NB?(n/N)B/?(n/N)A 相對 Miner理論估算精度更好。 5) 缺口應(yīng)力集中使疲勞強(qiáng)度降低，壽命縮短。 高強(qiáng)材料，尖缺口，影響更大。 4) 由疲勞極限控制無限壽命設(shè)計， 即： Sa or Smax＜ Sf 。 52 恒幅疲勞 應(yīng)力比 R 應(yīng)力幅 Sa 已知材料的基本 SN曲線 R=1 Yes SaS1 Sm=(1+R)/(1R)Sa No Nf?? Yes No 求壽命 Nf=C/Sa 由 Goodman直線： (Sa/S1)+(Sm/Su)=1 求 Sa(R=1) 疲勞裂紋萌生壽命分析： 隨機(jī)載荷 計數(shù)法 Miner 理論 D n N i i = = ? 1 變幅載荷 53 例 5 某結(jié)構(gòu)鋼基本 SN曲線為 S2N= 1010, 譜中有 R=1, Sa1=90MPa作用 n1=106次的載荷；材料極 限強(qiáng)度 Su=300MPa。若須轉(zhuǎn)換成 Sa2=100MPa， R=0的載荷，試估計循環(huán)數(shù) n2。 解： 已知結(jié)構(gòu)的工作載荷為： Sa1=90, R=1, Sm1=0, n1=106。 轉(zhuǎn)換后的載荷為： Sa2=100, R=0, Sm2=100, n2 待定。 轉(zhuǎn)換需用 SN曲線。本題中， R=0的 SN曲線未知。 因此，需先將 R=0, Sa2=100, Sm2=100, n2待定的載荷； 等壽命地轉(zhuǎn)換 為 R=1時的載荷 Sm=0, Sa(待求 ), n2。 54 等壽命轉(zhuǎn)換可 利用 Goodman方程進(jìn)行，有： (Sa2/Sa)+(Sm2/Su)=1 求得： Sa=150MPa。 問題：將 R=0的載荷 Sa2=100, Sm2=100, n2； 等壽命地 轉(zhuǎn)換為 R=1時的 Sm=0, Sa, n2。 因為上述轉(zhuǎn)換是等壽命的，故若二者作用次數(shù)同為 n2，則也是等損傷的。 于是，問題成為： 工作載荷條件： R=1， Sa1=90, Sm1=0, n1=106 等損傷轉(zhuǎn)換為： R=1， Sa=150, Sm=0, n2？ 55 由等損傷轉(zhuǎn)換條件有： n2=n1(S1/S2)m=106 (90/150)2= 106 故轉(zhuǎn)換后的載荷為： Sa2=100, R=0， Sm2=100, n2= 106。 問題： 工作載荷條件： R=1， Sa1=90, Sm1=0, n1=106 等損傷轉(zhuǎn)換為： R=1， Sa=150, Sm=0, n2？ 應(yīng)當(dāng)指出，載荷間的轉(zhuǎn)換，必然造成與真實情況的差別，越少越好。一般只用于計數(shù)后的載荷歸并或少數(shù)試驗載荷施加受限的情況。 56 再 見 習(xí)題： 29 ， 210b 本章完 再見！ 第一次課完 請繼續(xù)第二次課 返回主目錄