多轴随机载荷下非线性疲劳损伤律的研究

要对在复杂加载条件下服役的金属构件进行安全评估及寿命预测，其中一个关键问题是如何处理随机载荷下的疲劳损伤累积。本项目研究多轴随机载荷下非线性疲劳损伤律。进行三种金属材料薄壁圆管的多轴两级变幅、两级变路径、多级载荷和拉扭加载多轴程序载荷下的疲劳损伤累积实验，实时记录应力－应变滞后环，并采用扫描电镜对断口微观结构进行观察，分析多轴变载荷下的疲劳损伤微观机理；同时对变载荷下的疲劳破坏裂纹方向进行统计分析，研究其控制参数。项目拟从应力－应变滞后环着手，对多轴变幅值和变路径载荷下的应力－应变响应加以分析，结合多轴变载荷下疲劳损伤微观机理分析，用能量将宏观疲劳失效与微观机理联系起来，进行跨尺度的研究，揭示多轴变载荷下疲劳失效机理。同时建立多轴随机载荷下的非线性疲劳损伤律，结合相应的计数法和常幅疲劳破坏准则将所建立的损伤律应用到承受随机载荷谱的航空结构工程实例中进行寿命预测。