基于強度穩(wěn)定綜合理論的金屬疲勞壽命研究.pdf

1、本文主要研究強度穩(wěn)定綜合理論的內(nèi)涵及其在材料力學性能的相似性、疲勞壽命、彈塑性斷裂力學和整理實驗數(shù)據(jù)中的應(yīng)用。論文各章的主要研究工作:
　　 (1)通過引入四個短語對綜合理論的內(nèi)容和計算方法進行全面表述,勾勒出整個綜合理論的體系以及解決問題的方法論。對大深度載人潛水器鈦合金耐壓球殼的極限強度問題,提出基于切線模量因子Φt為參數(shù)的簡便算法,以解決鈦合金材料的物理非線性問題和較大厚度半徑比帶來的中厚度球殼問題以及初始缺陷的問題。并將

2、計算結(jié)果與經(jīng)驗算式值、有限元數(shù)值結(jié)果以及實驗結(jié)果進行對比分析。
　　 (2)對大量船舶結(jié)構(gòu)和飛機結(jié)構(gòu)常用金屬材料的性質(zhì)曲線進行統(tǒng)計分析,分別建立材料無量綱應(yīng)力應(yīng)變曲線、相對應(yīng)力和相對疲勞壽命的平衡狀態(tài)參數(shù)曲線。通過材料性能曲線的參數(shù)Φt表達,發(fā)現(xiàn)多數(shù)材料間存在的相似性規(guī)律。材料的這種相似性規(guī)律可以使用PL(c,m)模型表達并應(yīng)用于估算疲勞的局部應(yīng)變值。
　　 (3)應(yīng)用衍生比例定律和S-N曲線,可以建立疲勞壽命的參數(shù)Φt

3、表達式。根據(jù)平衡狀態(tài)參數(shù)Φt與斷裂韌度KIC存在的對應(yīng)關(guān)系,分別得出關(guān)于應(yīng)變疲勞壽命和應(yīng)力疲勞壽命的折算裂紋長度的計算原理和方法。
　　 (4)研究強度穩(wěn)定綜合理論的建模方法,比較分析該方法與灰色理論建模方法的聯(lián)系和不同之處,將綜合理論的建模方法拓展用于不同合金材料疲勞壽命的分析與預測,并應(yīng)用于屈服應(yīng)力的疲勞壽命估算,討論拉伸曲線特征點對應(yīng)疲勞壽命的灰關(guān)聯(lián)分析。
　　 (5)將綜合理論解決非線性問題的方法引入到斷裂力學領(lǐng)

4、域。通過綜合理論和斷裂力學理論中的參量進行比較分析,建立基于綜合理論的彈塑性斷裂的表達和計算方法,并與COD方法、J積分等經(jīng)典方法進行比較,建立各種COD設(shè)計曲線和設(shè)計公式的Φι～-ε統(tǒng)一表達式以及-Kcr～Φt(φ)的安全評定曲線。
　　 (6)從材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系出發(fā),運用PL(c,m)模型對壓桿、受壓板、加筋板、圓柱殼等承壓結(jié)構(gòu)的相關(guān)實驗數(shù)據(jù)、規(guī)范表達和計算公式進行基于參數(shù)Φt法的格式化整理與說明。在相似性規(guī)律的基礎(chǔ)上,利