航空材料P-ε-N和P-S-N曲线整体推断方法研究

【类型】学位论文

【作者】邢军伟 

【关键词】 飞机 航空发动机 疲劳性能曲线 平均数据 整体推断 可靠性

【摘要】ε-N曲线、P-ε-N曲线和S-N曲线、P-S-N曲线是航空材料的重要性能曲线，也是评估航空构件服役寿命的重要依据。但是，在低循环疲劳试验中，总应变△εt虽然不变，但其弹性应变分量△εe和塑性应变分量△εp都不能保持恒定，实际上它们均为随机变量。因此，低循环疲劳试验无法获得成组试验数据，而只能获得散点试验数据。工程上往往将这种数据近似成平均寿命数据的形式，很多材料手册所积累的大量材料应变疲劳性能数据也都以平均数据的形式给出，而成组试验法无法根据平均数据确定P-ε-N曲线，等方差回归分析和Wissching方法又存在较大误差。因此，需要一种能够根据平均数据确定高置信度、高可靠度P-ε-N曲线的方法。 本文根据中航工业集团下达的“航空材料服役寿命评估方法研究”项目的要求，建立了一种由应变疲劳平均寿命数据确定ε-N曲线和P-ε-N曲线的整体推断方法。该方法通过将不同应变水平下的平均寿命数据作为一个整体进行统计分析，能对散点数据和异方差数据进行处理，从而可以根据以往积累的应变疲劳平均寿命数据，在不补充试验的情况求得高置信度、高可靠度P-ε-N曲线，解决了上述难题。 此外，工程中已经积累了大量航空材料的S-N曲线试验数据，但现行成组试验法无法根据这些S-N曲线试验数据获得P-S-N曲线，若要得到P-S-N曲线必须补充试验。这样不仅会加大试验成本，而且补充试验的试件、试验条件等难以保证与原始试验相同，必然影响P-S-N曲线测试精度。本文采用基于异方差回归分析的整体推断方法，在不补充试验的情况下，根据以往积累的S-N曲线试验数据给出了材料高置信度、高可靠度的P-S-N曲线，为飞机、航空发动机等的可靠性设计和寿命评估提供了科学依据。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】傅惠民

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