王 虎， 王 轲， 赵丽茹

(南京航空航天大学振动工程研究所 南京，210016)

引 言

随机振动疲劳是指结构在受到随机动态、交变载荷作用下发生的疲劳破坏[1]。结构在使用过程中长期处于随机振动环境中，局部结构会出现严重的共振响应，由此引起的疲劳破坏是结构破坏的主要形式之一。因此，对随机动载荷激励下典型结构件进行疲劳寿命分析具有重要意义。

预测结构疲劳寿命的方法主要有频域法和时域法两种，基于功率谱密度(power spectral density,简称PSD)的频域法凭借方法简便、计算量小的特点得到了广泛的应用。使用频域法预估结构疲劳寿命，当前采用较多的有Bendat窄带分析法和Dirlik宽带分析法[2]。这两种方法都是基于Miner线性损伤理论，这一理论虽然形式简单、运用方便，但未考虑载荷作用次序对累计损伤的影响[3]，计算得到的寿命预估结果往往偏于危险。为此，研究者们提出了修正Miner理论[4]和双线性理论[5]，但结果仍不理想。直到非线性疲劳累积损伤理论发展起来[6]，才能较好地描述疲劳累积损伤特性，其不足之处是模型较复杂，理论性很强，因而难以应用于寿命估算。笔者基于损伤曲线法提出了一种频域修正方法，考虑了加载顺序对疲劳寿命的影响，一方面能够更准确预估谱激励下结构的疲劳寿命，另一方面易于工程应用，为结构抗振动疲劳设计提供新的技术支撑。

1 振动疲劳寿命分析理论

1.1 多轴应力等效

结构件在动态载荷作用下一般处于复杂应力状态(即多轴状态)，在确定载荷下，采用Von Mises等效准则将多轴应力转化为单轴应力，再利用已有较为成熟的单轴疲劳分析理论预估结构件寿命，无疑是一条简单而有效的途径[7]。……