CN106407592B - 一种测定疲劳性能的小子样数据方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种测定疲劳性能的小子样数据方法，利用不同应力水平下的疲劳寿命试验的小子样数据(Si,Ni)，采用线性回归方法，进行疲劳性能S‑N曲线参数估计；根据正态分布理论和t分布理论，利用参数估计结果，对疲劳性能S‑N曲线进行可靠性评估，获得考虑可靠度和置信度的疲劳性能S‑N曲线表达式。本发明具有简便、实用、成本低等优点。只需要进行少量试样的单点试验，就能获得测定工程使用要求的疲劳性能可靠性S‑N曲线，无需进行成组疲劳性能试验，大大节省了试样数量和试验时间。本发明具有重要的学术意义和工程应用价值。

Description

一种测定疲劳性能的小子样数据方法
技术领域
本发明提供一种测定疲劳性能的小子样数据方法，属于测试技术领域。
背景技术
疲劳S-N曲线是材料和结构的关键性能指标，也是疲劳寿命评定的前提条件之一。由于疲劳损伤的分散性，常常需要进行大量的疲劳试验，获取大子样疲劳性能试验数据，从而推断其统计特性，因此，试验消耗与成本巨大。而在工程实际中，由于条件限制，有时仅能提供少数几件试样进行疲劳试验测试，同时，为节省试样成本和时间，本发明提出一种测定疲劳性能的小子样数据方法，只需要进行少量试样的疲劳性能试验，就能测定满足工程使用要求的疲劳性能可靠性S-N曲线，该方法具有简便、实用、成本低等优点，本发明具有重要的学术意义和工程应用价值。
发明内容
1、目的：本发明的目的是提供一种测定疲劳性能的小子样数据方法，该方法具有简便、实用、成本低等优点。
2、技术方案：本发明提供一种测定疲劳性能的小子样数据方法，该方法具体步骤如下：
步骤一、输入疲劳性能试验数据
输入不同疲劳应力水平下的疲劳寿命试验的小子样数据(Si,Ni)(i＝1,2,…,n)，其中Si为疲劳应力水平，Ni为疲劳寿命。
步骤二、疲劳性能S-N曲线参数估计
疲劳性能S-N曲线表达式为
式中，S∞、α、A均为材料常数。
由步骤一中的疲劳性能试验数据，采用线性回归方法，估计公式(1)的材料常数α、A、S∞，即
式中，σ为疲劳性能试验数据的子样标准差。
由式(2)至式(4)可以看出，待定常数α、A、σ均为参数S∞的函数，通过求解方程(5)，获得参数S∞，再将S∞的解代入式(2)至式(4)中，即可得到参数α、A、σ。
步骤三、疲劳性能S-N曲线的可靠性评估
根据正态分布理论和t分布理论，基于步骤二中参数α、A、S∞、σ的估计值，对疲劳性能S-N曲线进行可靠性评估，获得考虑可靠度和置信度的疲劳S-N曲线表达式
式中，Np为考虑可靠度的疲劳寿命、Npγ为考虑可靠度和置信度的疲劳寿命，p为可靠度，γ为置信度，为标准差修正系数，up、tγ分别为标准正态分布和t分布的分位点。
3、优点及功效：本发明提供一种测定疲劳性能的小子样数据方法，其特点是简便、实用、成本低。只需要进行少量试样的单点试验，就能获得测定工程使用要求的疲劳性能可靠性S-N曲线，无需进行成组疲劳性能试验，大大节省了试样数量和试验时间。
附图说明
图1为本发明所述方法的流程框图。
图中符号说明如下：
Si为疲劳应力水平，Ni为疲劳寿命。
具体实施方式
图1为本发明所述方法的流程框图，具体实施方式如下：
步骤一、输入疲劳性能试验数据
输入不同疲劳应力水平下的疲劳寿命试验的小子样数据(Si,Ni)(i＝1,2,…,n)，其中Si为疲劳应力水平，Ni为疲劳寿命。
步骤二、疲劳性能S-N曲线参数估计
疲劳性能S-N曲线表达式为
式中，S∞、α、A均为材料常数。
由步骤一中的疲劳性能试验数据，采用线性回归方法，估计公式(1)的材料常数α、A、S∞，即
式中，σ为疲劳性能试验数据的子样标准差。
由式(2)至式(4)可以看出，待定常数α、A、σ均为参数S∞的函数，通过求解方程(5)，获得参数S∞，再将S∞的解代入式(2)至式(4)中，即可得到参数α、A、σ。
步骤三、疲劳性能S-N曲线的可靠性评估
根据正态分布理论和t分布理论，基于步骤二中参数α、A、S∞、σ的估计值，对疲劳性能S-N曲线进行可靠性评估，获得考虑可靠度和置信度的疲劳S-N曲线表达式
式中，Np为考虑可靠度的疲劳寿命、Npγ为考虑可靠度和置信度的疲劳寿命，p为可靠度，γ为置信度，为标准差修正系数，up、tγ分别为标准正态分布和t分布的分位点。

Claims (1)

1.一种测定疲劳性能的小子样数据方法，该方法的具体步骤如下：
步骤一、输入疲劳性能试验数据
输入不同疲劳应力水平下的疲劳寿命试验的小子样数据(Si,Ni)，其中i＝1,2,…,n，Si为疲劳应力水平，Ni为疲劳寿命；
步骤二、疲劳性能S-N曲线参数估计
疲劳性能S-N曲线表达式为
式中，S为疲劳应力水平，N为疲劳寿命，S∞、α、A均为材料常数；
由步骤一中的疲劳性能试验数据，采用线性回归方法，估计公式(1)的材料常数α、A、S∞，即
式中，σ为疲劳性能试验数据的子样标准差；
由式(2)至式(4)可以看出，待定常数α、A、σ均为参数S∞的函数，通过求解方程(5)，获得参数S∞，再将S∞的解代入式(2)至式(4)中，即可得到参数α、A、σ；
步骤三、疲劳性能S-N曲线的可靠性评估
根据正态分布理论和t分布理论，基于步骤二中参数α、A、S∞、σ的估计值，对疲劳性能S-N曲线进行可靠性评估，获得考虑可靠度和置信度的疲劳S-N曲线表达式
式中，Np为考虑可靠度的疲劳寿命、Npγ为考虑可靠度和置信度的疲劳寿命，p为可靠度，γ为置信度，为标准差修正系数，up、tγ分别为标准正态分布和t分布的分位点。
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