刘潇然, 孙秦

(1.郑州航空工业管理学院 航空工程学院, 河南 郑州 450046;2.郑州航空工业管理学院 无人机研究院, 河南 郑州 450046;3.西北工业大学 航空学院, 陕西 西安 710072)

金属材料广泛应用于工程领域中，如航空、航海和汽车等领域。疲劳失效是金属构件最常见的一种失效形式，美国土木工程师协会(ASCE)研究表明金属构件80%～90%的失效都与疲劳有关[1]。随着现代工程结构对总体性能要求的不断提高，结构构件不断向精细化设计和整体化制造发展，这使结构疲劳问题越来越突出。另外，疲劳寿命存在很大的分散性，尤其是对于高周疲劳，使得在结构可靠性安全寿命设计过程中存在很大的难题。工程上对于疲劳寿命预测的研究主要是通过标准件疲劳实验建立应力、应变及能量和确定性寿命(中值寿命或某一可靠度下的寿命)的关系，如S-N曲线、ε-N曲线和Darvaeux模型等。确定性寿命不能充分反映疲劳寿命的概率统计特征，如概率分布类型及标准差、峰度和偏度等，概率疲劳寿命应能表征其概率分布和相应的分布参数。目前，多数研究是基于这些模型的改进，如白恩军等[2]将不同级应力水平的疲劳寿命等效到最高级应力水平，实现了小样本下p-S-N曲线的拟合。刘红彬等[3]通过改进的平均应力公式预测了涡轮盘螺栓孔处的疲劳寿命。罗媛等[4]基于S-N曲线与Miner准则，构建了桥梁疲劳损伤的功能函数，用于简支梁桥的疲劳可靠度评估。马玉娥等[5]通过玻璃纤维铝合金层板(FMLs)疲劳实验建立了S-N曲线，为其疲劳寿命预测提供了材料基础性能和信息。……