结构系统静强度与疲劳耦合可靠性的当量寿命分析.pdf

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1、上海航天第28卷2011年第4期AER0SPACESHANGHAI51文章编号:1006—1630(2011)04—0051-06结构系统静强度与疲劳耦合可靠性的当量寿命分析赵维涛,姚东林(沈阳航空工业学院航空宇航工程学院,辽宁沈阳110136)摘要:基于结构系统静强度和疲劳耦合可靠性分析方法,给出了元件静强度失效的当量寿命和当量损伤的概念。结合蒙特卡罗分析方法,讨论了当量损伤服从正态分布、对数正态分布、极值I型分布和威布尔分布时当量寿命的概率分布形式。分析结果表明:当量损伤服从正态分布、对数正态分布、极值I型分布时,当量寿命

2、服从对数正态分布;当量损伤服从威布尔分布时,多数情况下当量寿命不服从对数正态分布。但数值算例表明:若直接将当量损伤认为服从对数正态分布进行当量寿命分析,所得的失效概率误差可以接受,从而避免当量正态转换、简化计算过程,提高了可靠性的计算效率。关键词:可靠性;静强度;疲劳;当量寿命;概率分布中图分类号:V414文献标志码:AEquivalentLifeAnalysisofStructuralSystemCoupledReliabilityforStaticStrengthandFatigueZHAOWei—tao。YA0Dong~

3、lin(CollegeofAeronauticalandAstronauticalEngineering,ShenyangInstituteofAeronauticalEngineering,Shenyang110136,Liaoning,China)Abstract:Basedonthecoupledreliabilitymethodofstructuralsystemforstaticstrengthandfatigue,theequivalentlifeandequivalentdamageofelementsforst

4、aticstrengthfailurewereputforwardinthispaper.Theprobabilitydistributionofequivalentlifewasdiscussedwhentheequivalentdamageobeyednormaldistribution,lognormalnorma1distribution,IextremevaluedistributionandWeibul1distribution.Theresultsshowedthattheequivalentlifewouldo

5、beylognormalnormaldistributionwhentheequivalentdamageobeyednormaldistribution,lognormalnormaldistributionandIextremevaluedistribution,andtheequivalentlifewouldnotobeylognormatnormaldistributionwhentheequivalentdamageobeyedWeibulldistribution,ingenera1.But,theresults

6、ofexampleshowedthattheerroroffailureprobabilitywasacceptedifequivalentdamagewasregardedaslognormalnormaldistribution.Itcouldavoidtheequivalentnormaltransformandsimplifythecalculation,andimprovethecalculationefficiency.Keywords:Reliability;Staticstrength;Fatigue;Equi

7、valentlife;Probabilitydistribution0引言元件静强度失效和疲劳失效间存在一定的相关性,由于结构载荷的复杂性,大多数结构将同时承如元件静强度失效将导致该元件刚阵减缩、结构内受静载荷和疲劳载荷的共同作用,结构系统中的元力重分配等,这些都会影响其他未失效元件的应力件可能出现静强度失效,可能出现疲劳破坏。由于水平,进而影响未失效元件的疲劳寿命;同样元件疲劳破坏也会导致结构内力重分配,另外疲劳载荷的收稿日期:2009—09—08;修国日期:2009—09—27作用会使结构材料性能下降(如极限强度衰减),这

8、基金项目:辽宁省教育厅项目(2008539);航空基金项目些因素必将影响元件静强度可靠性。因此,有必要(2007ZA54001)对结构系统静强度和疲劳进行耦合分析。文献[1]作者简介:赵维涛(1977一),男,博士,副教授,主要研究方向为讨论了结构系统静强度与疲劳失效机理,认

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