时变计数法模型及其验证
2014-09-07范文亮魏刚毅李正良
范文亮,魏刚毅,李正良,2
(1.重庆大学 土木工程学院,重庆 400045;2.重庆大学 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室,重庆 400045)
疲劳失效是航空工程、机械工程、船舶工程、交通运输工程和土木工程等诸多领域的普遍物理现象,由此造成的灾害性事故屡见不鲜。如飞机、核压力容器和桥梁等都存在严重的疲劳破坏风险[1]。众所周知,降低结构或构件疲劳失效危险的有效措施就是对其进行疲劳损伤分析,进而实现抗疲劳设计。
常规疲劳分析中,通常需要对所关注部位的应力时间历程进行统计,将此统计结果与疲劳累积损伤相结合即可获得结构或构件的损伤状态估计,由此可以进一步进行结构剩余寿命评估。其中,对应力时间历程进行统计进行统计的过程就称为计数,与之对应的方法即为计数法,是疲劳分析中非常关键的环节之一。
计数法种类繁多,主要包括水平跨越计数法(Level-Crossing Counting)、峰值计数法(Peak Counting)、单变程计数法(Simple-Range Counting)和雨流类计数方法(Rainflow Counting and Related Methods)等[2]。自1968年Matsuiski和Endo提出雨流计数法[3]以来,雨流类计数方法获得了广泛的关注,提出了三峰谷值法[4-6]和四峰谷值法[7-8]两大类方法,并在此基础上发展了很多改进措施[9-14],目前已成为了应用最为广泛的计数法。仔细考察上述各类雨流计数法不难发现,尽管早期雨流计数法的各类缺陷逐渐被新近方法所改进,但是它们均存在一个共同的特点:欲获得某一时间历程的计数结果,必须从该历程的起始点开始运算。
随着可持续发展理念和精细化设计思路的重要性日益凸显,工程结构的全寿命周期设计近十年来引起了广泛的兴趣。……
