基于改进雨流法的复合材料薄壁结构随机声疲劳寿命估算

摘要

复合材料薄壁结构在强噪声载荷下发生大幅值非线性响应,结构内部产生的复杂应力严重降低了结构的疲劳寿命。用有限元方法预测复合材料薄壁板在噪声载荷下的非线性随机响应,通过层合板理论和冯卡门大挠度方程建立运动方程。在结构热声激振非线性响应分析基础上,采用改进的雨流循环计数法对应力响应时间历程进行疲劳循环计数,结合线性损伤累积理论和S-N曲线估算板的声疲劳寿命。以石墨环氧材料为例,计算得到了有限带宽高斯白噪声作用下的非线性响应和疲劳寿命。结果表明,固支板的寿命比简支板的寿命短。