薄壳结构在程序载荷谱下的安全使用寿命预测

摘要

该文用局部应力应变法对某发动机薄壳焊接结构的燃烧室机匣进行低循环疲劳寿命的预测.为得到具有高可靠度和置信度的安全使用寿命,进行了寿命分散系数和小子样样本疲劳试验数据处理方法的研究.首先,根据燃烧室机匣结构特点和危险部位的分析,选出了四个安装座进行结构应力分析,用有限元和诺伯法相结合,计算在标准循环载荷谱(两种工况)下机匣的总体应力分布和危险部位的理论应力集中系数以及局部应力应变.然后,用材料和焊接接头的应变—寿命曲线求出不同危险部位的裂纹起始寿命,计算表明,放气安装座孔口内表面预测寿命低,为裂纹生成的危险部侠.该文对变幅载荷谱作用下,构件的低循环疲劳寿命进行了详细的研究工作,用FORTRAN语言编制了雨流法和修正雨流法的计算程序,借助于这个程序可计算在变幅载荷谱或随机载荷谱作用下,构件的低循环疲劳寿命.为了得到具有一定可靠度的置信度下机匣的安全使用寿命,该文进行了寿命分散系数的研究和小子样试验样本数据的处理方法的研究,这些方法为今后尺寸燃烧室机匣试验结果的数据处理给出了具有借鉴意义的经验.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1工程背景

1.2疲劳寿命理论的发展概况

1.3现行疲劳设计方法

1.4本文的研究内容和方法

第2章某型燃烧室机匣的应力分析和疲劳寿命估算

2.1某型燃烧室机匣的结构特点和载荷情况

2.1.1机匣的结构特点

2.1.2材料性能

2.1.3载荷

2.2燃烧室机匣的有限元应力分析方法

2.2.1计算模型的简化

2.2.2ANSYS有限元网格的划分和处理

2.2.3载荷的施加

2.3燃烧室机匣有限元应力分析结果

2.3.1燃烧室机匣离散的有限元模型

2.3.2机匣总体的应力分布

2.3.3机匣局部应力分布及其应力集中系数

2.4燃烧室机匣疲劳寿命的估算

2.5燃烧室机匣低循环疲劳寿命预测结果

2.6结果分析

2.7小结

第3章随机载荷谱作用下的低循环疲劳寿命研究

3.1局部应力应变法简介

3.2雨流法对随机载荷谱的处理

3.2.1雨流法及修正雨流法的计数原则

3.2.2雨流法及修正雨流法的计数条件

3.3雨流法处理随机载荷谱的程序

3.3.1雨流法程序编制步骤

3.3.2雨流法程序的编制

3.3.3算例考证

第4章疲劳寿命可靠性的研究

4.1威布尔分布

4.1.1三参数的确定

4.1.2完全数据安全寿命的单侧置信下限估计

4.1.3安全疲劳寿命的估算

4.2对数正态分布

4.3小子样试验安全疲劳寿命的确定

4.3.1分散系数法

4.3.2先验估算法

4.3.3二维单侧容限系数法

第5章结论

致谢

在学期间的研究成果

参考文献

附录雨流法程序输入输出的使用说明