夏天翔， 姚卫星， 许力蒲

(1.南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，南京210016;2.南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室，南京210016)

工程结构在服役期间通常受到多轴变幅载荷的作用，疲劳累积损伤理论研究变幅载荷作用下疲劳损伤的累积规律与疲劳破坏准则，因此它对于疲劳寿命预测至关重要［1］。相比于多轴常幅疲劳寿命研究［2，3］，尽管近年来有关多轴疲劳累积损伤理论的研究取得了一些进展［4］，但是相关研究仍然较为有限。

现有多轴疲劳累积损伤模型有三种来源:(a)直接采用单轴情况的累积损伤模型:Miner理论［5］、Manson损伤曲线模型［6］、Morrow模型［7］等;(b)单轴累积损伤模型的改进:比如金丹［8］将非比例度参数引入到Manson损伤曲线模型中;(c)针对多轴情况提出的累积损伤模型:如Shamsaei模型［9］。这些多轴疲劳累积损伤理论都试图涵盖各种类型的多轴变幅载荷，但最终的效果并不理想。

阶梯谱是多轴累积损伤研究中经常使用的一类变幅载荷。虽然工程结构很少受阶梯谱载荷作用，但是鉴于其形式简单，载荷变化次数少，因此可以较好地显示出累积损伤模型的预测能力。目前有关阶梯谱下累积损伤理论的研究很多，但是未曾出现从阶梯谱分类角度出发的研究。LY12CZ铝合金作为一种常用的航空材料，目前相关的多轴累积损伤研究还较少。本工作首先对阶梯谱进行了分类，然后选用比较常用的Miner理论、Morrow模型、Manson模型、金丹模型、尚德广模型和Shamsaei模型等六种多轴累积损伤模型，对不同种类阶梯谱下的LY12CZ铝合金进行了累积损伤计算。……