【正文】 一般只用于計(jì)數(shù)后的載荷歸并或少數(shù)試驗(yàn)載荷施加受限的情況。 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：將 R=0的載荷 Sa2=100, Sm2=100, n2； 等壽命地 轉(zhuǎn)換為 R=1時(shí)的 Sm=0, Sa, n2。 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(shí)的載荷 Sm=0, Sa(待求 ), n2。 轉(zhuǎn)換需用 SN曲線。 解： 已知結(jié)構(gòu)的工作載荷為： Sa1=90, R=1, Sm1=0, n1=106。 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(jì)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。 高強(qiáng)材料，尖缺口，影響更大。 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(duì) Miner理論： NA=NB?(n/N)B/?(n/N)A 相對(duì) Miner理論估算精度更好。轉(zhuǎn)換成變幅塊譜。 噴丸、冷擠壓引入殘余壓應(yīng)力可改善疲勞性能。 R=1時(shí)的 SN曲線是基本 SN曲線。 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。 49 若轉(zhuǎn)換時(shí) R不變， N N2可用相同的 SN曲線 SmN=C 表示時(shí)， 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(jì)數(shù)后的多級(jí)載荷，如何簡化到有限的載荷級(jí)？ 不同載荷間轉(zhuǎn)換的原則 : 損傷等效 。 2 1 雨流計(jì)數(shù)是二參數(shù)計(jì)數(shù)，結(jié)果均為全循環(huán)。 9 FGF39。 7 BCB39。 I39。 0 2 4 2 4 S B39。 48 簡化雨流計(jì)數(shù)結(jié)果： A B C D E F G H I J A39。 記下流過的最大峰、谷值，為一循環(huán)，讀出 ?S, Sm。 譜轉(zhuǎn) 90?，雨滴下流。 第二次雨流 F G I J 0 2 4 2 4 第三次雨流 F39。 0 2 4 2 4 S 第一次雨流 B C E F G H I J E39。 47 簡化雨流計(jì)數(shù)方法： A B C D E F G H I J A39。 2 239。 039。 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。 45 To predict the life of a ponent subjected to a variable load history, it is necessary to reduce 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(yàn)數(shù)據(jù)相比的事件。 變程 ： 相鄰峰、谷點(diǎn)載荷值之差。一是沒有考慮次序影響，某應(yīng)力循環(huán)引起的損傷與該循環(huán)在載荷歷程中的位置無關(guān)；二是線性損傷理論與載荷幅度無關(guān)，后者與實(shí)驗(yàn)觀察并不相符。 典型應(yīng)力譜 (Si, ni) 判據(jù) ?D=1 SN曲線 Ni=C/Sm Di=ni /Ni D=?ni /Ni 壽命 ?=1/D 2) 已知應(yīng)力譜型和壽命，估計(jì)可用應(yīng)力水平。 41 解：由 Miner理論有： NA?(n/N)A=1 得到 ： NA=1/= 例 4 已知某構(gòu)件使用一年的損傷為 ?(n/N)B=， 實(shí)際使用壽命為 6年，現(xiàn)改型設(shè)計(jì)，應(yīng)力水平 減輕后，一年的損傷和為 ?(n/N)A=, 試用估 計(jì)其壽命。 N n N QA i i A A( )? =待求的另一相似構(gòu)件 在 A譜下的壽命為 NA，又有： 40 使用條件 ： ，主要是疲勞破壞發(fā)生的高應(yīng)力區(qū) 幾何相似； ，主要是載荷譜型（次序）相似， 載荷大小可以不同。事實(shí)上應(yīng)為： =Q Q與載荷譜型、作用次序及材料分散性有關(guān)。 設(shè)構(gòu)件壽命為 ?年，則總損傷應(yīng)當(dāng)是 D=??(ni/Ni)。 再取 S=150MPa, 算得： D=1, 可達(dá)設(shè)計(jì)壽命。 由 SN曲線得到 Ni, 計(jì)算損傷 Di，列入表中。試估計(jì)最大可用應(yīng)力水平 S。 若 D1，則應(yīng)降低應(yīng)力水平或縮短使用壽命。 已知一典型周期內(nèi)的應(yīng)力塊譜，估算使用壽命。 若構(gòu)件在 k個(gè)應(yīng)力水平 Si作用下，各經(jīng)受 ni次循環(huán)，總損傷為： ( i=1,2,...k ) D D n N i k i i = = ? ?1 Miner 線性 累積損傷理論 的 破壞準(zhǔn)則為： D n N i i = = ? 1 35 A 0 1 D n N2 N1 B D1 D2 n1 n2 線性 累積損傷理論與 載荷的作用次序無關(guān)。 疲勞破壞判據(jù)為： D=1 Di=ni /Ni 34 Miner累積損傷理論是線性的 ； 損傷和 D與載荷 Si的作用次序無關(guān)。 設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)的載荷總譜 。 總譜是典型塊的重復(fù) 。然而事實(shí)上，大多數(shù)使用載荷歷程具有可變的幅度且可能相當(dāng)復(fù)雜。一般地說，疲勞缺口系數(shù) Kf 小于理論彈性應(yīng)力集中系數(shù) Kt 。 25 As a general trend the following fact