估算YB-3有机玻璃蠕变疲劳寿命的时间寿命分数法

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1、第42卷第3期2010年6月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics＆AstronauticsV01．42No．3Jun．2010估算YB一3有机玻璃蠕变疲劳寿命的时间寿命分数法黄爱凤1’2姚卫星2(1．南京航空航天大学无人机研究院，南京，210016，2．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)摘要：由蠕变试验得到有机玻璃YB一3在不同应力水平下的断裂时间和蠕变柔量，应用粘弹性模型将蠕变柔量转换得到不同频率下的动态柔量。根据动态柔量和不同频率的疲劳试验结果，拟

2、舍得到了YB一3有机玻璃的△c-Ⅳ曲线，形成了有机玻璃的蠕变疲劳寿命估算的时间寿命分数法．进行了不同频率下YB一3有机玻璃在拉一拉裁荷下蠕变疲劳寿命的估算，计算结果与试验结果吻合。关键词：Y&3有机玻璃；蠕变疲劳寿命；时间寿命分数法中图分类号：V212文献标识码：A文章编号：1005—2615(2010)03—0327—03Creep—-FatigueLifeEstimationofYB-3PMMAwithTime—LifeFractionMethodHuangAifen91”．YaoWeixin92(1．ResearchInstituteofUnma

3、nnedAircraft，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016．China；2．KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNationalDefense-AdvancedDesignTechnologyofFlightVehicle，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Thefracturetimeandthecreepcomplia

4、nceunderdifferenttensilestressesareobtainedfromYB一3Polymethylmethacrylate(PMMA)creeptest．Thedynamiccomplianceistransformedfromthecreepcompliancebyusingaviscoelasticmodel．Thez～e-Ncurveisfittedaccordingtothedynamiccorn-plianceandthefatigueexperiment．Then，basedontheAe—Ncurve，thetim

5、e-lifefractionmethodisCUS—tomizedtoPMMAfatiguelifeevaluation．Usingthemethod，thefatiguelifeofYB-3PMMAunderdif-ferentfrequencytensilecyclicloadsisestimated．Thepredictedresultagreeswellwiththeexperimentaldata．Keywords：YB一3polymethylmethacrylate；creep—fatiguelife；time-lifefractionme

6、thod有机玻璃因其透明度好，有一定的强度和韧性，在飞机座舱盖、风档结构中广泛使用。疲劳破坏是飞机座舱有机玻璃失效的主要原因之一且疲劳过程中有蠕变损伤。工程中大多沿用金属材料的名义应力法，以实验为依据，方法直接，但需要大量的材料疲劳性能数据，且很多参数的选取依赖于经验，疲劳寿命估算结果不稳定。目前有机玻璃的疲劳性能研究还远不充分但日益受到重视[1{]，现已提出了一些方法。文献[1]基于应力场强法思想，提出了局部应力法，局部应力法重点分析结构件危险部位的局部应力，然后对疲劳寿命进行估算，对比名义应力法，精度有所提高，计算过程和所需数据也有简化，但仍没有很

7、好地考虑蠕变因素对疲劳寿命的影响。文献[2]进行了不同温度下的疲劳试验，按照幂函数进行拟合，得到了几个温度下的S一Ⅳ曲线，但没有考虑到频率对寿命的影响。文献[3]用损伤力学法建立蠕变／疲劳寿命估算模型，预测了有机玻璃不同频率下的寿命，很好地考虑了蠕变因素。损伤本构方程较复杂，求解不太方便。本文基于动态柔量的概念，从应力应变的行为上考虑频率因素，应用时间寿命分数法预测YB一3有机玻璃的疲劳蠕变寿命，简单有效，方便实用。收稿日期：2009—10-13；修订日期：2009—12—28作者简介：黄爱凤，女，助理研究员，1980年2月生，E—mail：Huang

8、aif@yahoo．corn．cn。328南京航空航天大学学报第42卷1时间寿命分数法时间寿命