疲勞與斷裂力學(xué)第3章金屬材料的變幅疲勞行為課件

第三章金屬材料的變幅疲勞行為第三章金屬材料的變幅疲勞行為第一節(jié)疲勞累積損傷理論一、疲勞損傷的概念材料力學(xué)性質(zhì)的劣化現(xiàn)象稱為損傷（Damage）材料在循環(huán)加載過(guò)程產(chǎn)生的損傷稱為疲勞損傷（FatigueDamage）疲勞損傷損傷包括空隙、孔洞和微裂紋的產(chǎn)生以及物理性能退化等疲勞損傷是可以累積的第一節(jié)疲勞累積損傷理論一、疲勞損傷的概念材料力學(xué)性質(zhì)的劣二、線性疲勞損傷累積理論損傷趨于一個(gè)臨界值的累積過(guò)程以疲勞損傷D的定義為基礎(chǔ)，描述損傷演化規(guī)律的理論疲勞損傷累積理論疲勞過(guò)程必須回答三個(gè)問(wèn)題1、一個(gè)循環(huán)的損傷是多少？2、多個(gè)循環(huán)中損傷如何累積？3、失效時(shí)的臨界損傷量是多少？研究變幅疲勞的基礎(chǔ)疲勞損傷D線性地累積，各個(gè)應(yīng)力水平之間相互獨(dú)立。線性疲勞損傷累積理論二、線性疲勞損傷累積理論損傷趨于一個(gè)臨界值的累積過(guò)程以疲勞損1、變幅載荷譜典型載荷塊：“100起落”，“萬(wàn)公里”，“年”等。總譜是典型塊的重復(fù)。SN(起落次數(shù))100200某飛機(jī)主輪轂實(shí)測(cè)載荷譜滑行滑行滑行拐彎拐彎著陸著陸載荷譜分實(shí)測(cè)譜和設(shè)計(jì)譜。設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)的載荷總譜。SS1n3S2S3n2n10n設(shè)計(jì)載荷譜1、變幅載荷譜典型載荷塊：“100起落”，“萬(wàn)公里”，“年”2、Miner線性累積損傷理論若構(gòu)件在某恒幅應(yīng)力水平S作用下，循環(huán)至破壞的壽命為N，則循環(huán)至n次時(shí)的損傷定義為：D=n/N若n=0,則D=0，構(gòu)件未受損傷；D隨循環(huán)數(shù)n線性增長(zhǎng)：nD0n1D1N1若n=N，則D=1，發(fā)生疲勞破壞。疲勞破壞判據(jù)為：D=1Di=ni/Ni2、Miner線性累積損傷理論若構(gòu)件在某恒Miner累積損傷理論是線性的；損傷D與載荷Si的作用次序無(wú)關(guān)。ni

是在Si作用下的循環(huán)次數(shù)，由載荷譜給出；Ni

是在Si下循環(huán)到破壞的壽命，由S-N曲線確定。若構(gòu)件在k個(gè)應(yīng)力水平Si作用下，各經(jīng)受ni次循環(huán)，總損傷為：Miner線性累積損傷理論的破壞準(zhǔn)則為：(i=1,2,...k)DDnNikii==??1DnNii==?1Miner累積損傷理論是線性的；ni是在Si作用下的循A01DnN2N1BD1D2n1n2線性累積損傷理論與載荷的作用次序無(wú)關(guān)。DnNii==?11122NnNnD+==12211NnNnD+==1A01DnN2N1BD1D2n1n2A01DnN2N1BD1D2n1n2線性累積損傷理論與載荷的3、Miner理論的應(yīng)用變幅載荷下，應(yīng)用Miner理論，可解決二類問(wèn)題：已知設(shè)計(jì)壽命期間的應(yīng)力譜型，確定應(yīng)力水平。已知一典型周期內(nèi)的應(yīng)力塊譜，估算使用壽命。利用Miner理論進(jìn)行疲勞分析的一般步驟為：確定載荷譜，選取擬用的應(yīng)力水平；選用適合構(gòu)件使用的S-N曲線；計(jì)算在應(yīng)力水平Si下循環(huán)ni次的損傷：Di=ni/Ni；計(jì)算總損傷D=ni/Ni；若D<1,構(gòu)件是安全的；可考慮提高應(yīng)力水平。若D>1，則應(yīng)降低應(yīng)力水平或縮短使用壽命。3、Miner理論的應(yīng)用變幅載荷下，應(yīng)用Miner理論，可解例2已知S-N曲線為S2N=2.5×1010；設(shè)計(jì)壽命期間載荷譜如表。試估計(jì)最大可用應(yīng)力水平S。解：假定載荷P時(shí)的應(yīng)力水平為Si=200MPa。由S-N曲線得到Ni,計(jì)算損傷Di，列入表中。可知，若取S=200MPa,D=1.75>1,發(fā)生疲勞破壞。再取S=150MPa,算得：D=0.98<1,可達(dá)設(shè)計(jì)壽命。載荷Pini(106) P 0.05 0.8P0.1 0.6P0.5 0.4P5.0

總損傷D=Di=ni/Ni=1.75Di=ni/Ni0.080 0.102 0.288 1.280Ni(106)0.625 0.976 1.736 3.306 Si(MPa)200 160 1208015012090601.1111.7363.0866.9440.0450.0580.1620.7190.98例2已知S-N曲線為S2N=2.5×1010；設(shè)計(jì)壽命期解：由S-N曲線算Ni例3構(gòu)件S-N曲線為S2N=2.5×1010；若其一年內(nèi)所承受的典型應(yīng)力譜如表，試估計(jì)其壽命。設(shè)構(gòu)件壽命為年，則總損傷應(yīng)當(dāng)是D=(ni/Ni)。計(jì)算Di=ni/Ni

一年的損傷為：

(ni/Ni)=0.1211.1111.7363.0866.9440.0090.0290.0330.050

(ni/Ni)=0.121Si(MPa010.050.100.35一年的典型譜ni(106)損傷計(jì)算Ni(106)ni/NiMiner理論給出：D=(ni/Ni)=1故有：=1/(ni/Ni)=1/0.121=8.27（年）解：由S-N曲線算Ni例3構(gòu)件S-N曲線為S2N=2.5基于線性累積律的變幅載荷疲勞分析方法:1)已知典型周期內(nèi)的應(yīng)力譜，估算使用壽命l。典型應(yīng)力譜(Si,ni)判據(jù)lD=1S-N曲線Ni=C/Sm

Di=ni/Ni

D=Sni/Ni

壽命l=1/D2)已知應(yīng)力譜型和壽命，估計(jì)可用應(yīng)力水平。應(yīng)力譜型(Si？,ni)判據(jù)D=1S-N曲線Di=ni/Ni

D=Sni/Ni

Ni=C/Sm

S=Siyes調(diào)整Si，重算no假設(shè)Si

基于線性累積律的變幅載荷疲勞分析方法:1)已知典型周期內(nèi)沒(méi)有考慮次序影響，某應(yīng)力循環(huán)引起的損傷與該循環(huán)在載荷歷程中的位置無(wú)關(guān)；線性損傷累積理論與載荷幅度無(wú)關(guān)，后者與實(shí)驗(yàn)觀察并不相符。線性損傷累積理論的二個(gè)主要缺點(diǎn)：A01DnN2N1BD1D2n1n2A01DnN2N1BD1D2n1n2先低后高(ni/Ni)>1先高后低(ni/Ni)<1沒(méi)有考慮次序影響，某應(yīng)力循環(huán)引起的損傷與該循環(huán)線性損傷累積雙線性損傷累積理論非線性損傷累積理論損傷累積理論的新發(fā)展：雙線性損傷累積非線性損傷累積雙線性損傷累積理論損傷累積理論的新發(fā)展：雙線性損傷累積非線恒幅載荷隨機(jī)載荷譜？變幅載荷Miner計(jì)數(shù)法載荷0t正變程負(fù)變程峰谷一、譜及若干定義載荷：力、應(yīng)力和位移等。變程：相鄰峰、谷點(diǎn)載荷值之差。有正、負(fù)變程反向點(diǎn)：峰或谷，即斜率改變符號(hào)之處。第二節(jié)隨機(jī)譜與循環(huán)計(jì)數(shù)法循環(huán)計(jì)數(shù)：將不規(guī)則的、隨機(jī)的載荷-時(shí)間歷程轉(zhuǎn)化為一系列變幅或恒幅循環(huán)事件的方法恒幅載荷隨機(jī)載荷譜？變幅載荷Miner計(jì)數(shù)法載荷0t正變程負(fù)St0典型譜段適于以典型載荷譜段為基礎(chǔ)的重復(fù)歷程二、簡(jiǎn)化雨流計(jì)數(shù)法（rainflowcounting)雨流計(jì)數(shù)法：要求典型段從最大峰或谷處起止。0'11'22'雨流計(jì)數(shù)典型段St0典型譜段適于以典型載荷譜段為基礎(chǔ)的重復(fù)歷程二、簡(jiǎn)化雨簡(jiǎn)化雨流計(jì)數(shù)方法：ABCDEFGHIJA'024-2-4S第一次雨流BCEFGHIJE'024-2-4SB'第二次雨流FGIJ024-2-4第三次雨流F'I'譜轉(zhuǎn)90，雨滴下流。若無(wú)阻擋，則反向，流至端點(diǎn)。記下流過(guò)的最大峰、谷值，為一循環(huán)，讀出S,Sm。刪除雨滴流過(guò)部分，對(duì)剩余歷程重復(fù)雨流計(jì)數(shù)。簡(jiǎn)化雨流計(jì)數(shù)方法：ABCDEFGHIJA'024-2-4S第簡(jiǎn)化雨流計(jì)數(shù)結(jié)果：ABCDEFGHIJA'024-2-4S第一次雨流BCEFGHIJE'024-2-4SB'第二次雨流FGIJ024-2-4第三次雨流F'I'雨流計(jì)數(shù)結(jié)果循環(huán)變程均值EHE'70.5BCB'41ADA'90.5FGF'3-0.5IJI'2-1雨流計(jì)數(shù)是二參數(shù)計(jì)數(shù)，結(jié)果均為全循環(huán)。典型段計(jì)數(shù)后的重復(fù)，只需考慮重復(fù)次數(shù)即可。簡(jiǎn)化雨流計(jì)數(shù)結(jié)果：ABCDEFGHIJA'024-2-4S第若轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)力比R不變，N1、N2可用相同的S-N曲線SmN=C表示時(shí)，等損傷轉(zhuǎn)換條件為：

n2=n1(N2/N1)=n1(S1/S2)m.三、不同載荷間的轉(zhuǎn)換計(jì)數(shù)后的多級(jí)載荷，如何簡(jiǎn)化到有限的載荷級(jí)？不同載荷間轉(zhuǎn)換的原則:

損傷等效。將S1下循環(huán)n1次的載荷，轉(zhuǎn)換成S2下循環(huán)n2次，等損傷轉(zhuǎn)換條件為：

n1/N1=n2/N2或n2=n1(N2/N1)

N1、N2分別為在(S1,R1)和(S2,R2)下的壽命。若轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)力比R不變，N1、N2可用相同的S-N曲線S例5某結(jié)構(gòu)鋼基本S-N曲線為

S2N=2.5×1010,譜中有R=-1,Sa1=90MPa作用n1=106次的載荷；材料極限強(qiáng)度Su=300MPa。若須轉(zhuǎn)換成Sa2=100MPa，R=0的載荷，試估計(jì)循環(huán)數(shù)n2。解：已知結(jié)構(gòu)的工作載荷為：Sa1=90,R=-1,Sm1=0,n1=106。轉(zhuǎn)換后的載荷為：Sa2=100,R=0,Sm2=100,n2待定。轉(zhuǎn)換需用S-N曲線。本題中，R=0的S-N曲線未知。因此，需先將R=0,Sa2=100,Sm2=100,n2待定的載荷等壽命地轉(zhuǎn)換為R=-1時(shí)的載荷Sm=0,Sa(待求),n2。例5某結(jié)構(gòu)鋼基本S-N曲線為S2N=2.5×1010,等壽命轉(zhuǎn)換可利用Goodman方程進(jìn)行，有：(Sa2/Sa)+(Sm2/Su)=1求得：Sa=150MPa。因?yàn)樯鲜鲛D(zhuǎn)換是等壽命的，故若二者作用次數(shù)同為n2，則也是等損傷的。于是，問(wèn)題成為：工作載荷條件：R=-1，Sa1=90,Sm1=0,n1=106等損傷轉(zhuǎn)換為：R=-1，Sa=150,Sm=0,n2？由等損傷轉(zhuǎn)換條件有：n2=n1(S1/S2)m=106×(90/150)2=0.36×106故轉(zhuǎn)換后的載荷為：Sa2=100,R=0，Sm2=100,n2=0.36×106。等壽命轉(zhuǎn)換可利用Goodman方程進(jìn)行，有：因?yàn)樯鲜鲛D(zhuǎn)換是等應(yīng)當(dāng)指出，載荷間的轉(zhuǎn)換，必然造成與真實(shí)情況的差別，越少越好。一般只用于計(jì)數(shù)后的載荷歸并或少數(shù)試驗(yàn)載荷施加受限的情況。應(yīng)當(dāng)指出，載荷間的轉(zhuǎn)換，必然造成與真實(shí)情況的差別，越少越好。恒幅疲勞應(yīng)力比R應(yīng)力幅Sa已知材料的基本S-N曲線R=-1YesSa<S-1Sm=(1+R)/(1-R)SaNoNfYesNo求壽命Nf=C/Sa由Goodman直線：(Sa/S-1)+(Sm/Su)=1求Sa(R=-1)疲勞裂紋萌生壽命分析：隨機(jī)載荷計(jì)數(shù)法Miner

理論DnNii==?1變幅載荷恒幅疲勞已知材料的基本S-N曲線R=-1YesSa<S-1S小結(jié)1)應(yīng)力疲勞是彈性應(yīng)力控制下的長(zhǎng)壽命疲勞。（Smax＜Sy,Nf＞104次）2)S-N曲線描述材料的疲勞性能。R=-1時(shí)的S-N曲線是基本S-N曲線。S-N曲線：SmN=C3)Goodman直線反映平均應(yīng)力或應(yīng)力比的影響(Sa/Sa(R=-1))+(Sm/Su)=1(等壽命直線)拉伸平均應(yīng)力有害。噴丸、冷擠壓引入殘余壓應(yīng)力可改善疲勞性能。小結(jié)1)應(yīng)力疲勞是彈性應(yīng)力控制下的長(zhǎng)壽命疲勞。2)7)隨機(jī)譜可用計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)。轉(zhuǎn)換成變幅塊譜。雨流法是典型譜二參數(shù)全循環(huán)計(jì)數(shù)法。6)Miner理論可用于變幅載荷下的壽命估算，Miner理論：D=Di=(ni/Ni)=15)缺口應(yīng)力集中使疲勞強(qiáng)度降低，壽命縮短。高強(qiáng)材料，尖缺口，影響更大。4)由疲勞極限控制無(wú)限壽命設(shè)計(jì)，即：Sa或Smax＜Sf。7)隨機(jī)譜可用計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)。轉(zhuǎn)換成變幅塊譜。6)Miner第三章金屬材料的變幅疲勞行為第三章金屬材料的變幅疲勞行為第一節(jié)疲勞累積損傷理論一、疲勞損傷的概念材料力學(xué)性質(zhì)的劣化現(xiàn)象稱為損傷（Damage）材料在循環(huán)加載過(guò)程產(chǎn)生的損傷稱為疲勞損傷（FatigueDamage）疲勞損傷損傷包括空隙、孔洞和微裂紋的產(chǎn)生以及物理性能退化等疲勞損傷是可以累積的第一節(jié)疲勞累積損傷理論一、疲勞損傷的概念材料力學(xué)性質(zhì)的劣二、線性疲勞損傷累積理論損傷趨于一個(gè)臨界值的累積過(guò)程以疲勞損傷D的定義為基礎(chǔ)，描述損傷演化規(guī)律的理論疲勞損傷累積理論疲勞過(guò)程必須回答三個(gè)問(wèn)題1、一個(gè)循環(huán)的損傷是多少？2、多個(gè)循環(huán)中損傷如何累積？3、失效時(shí)的臨界損傷量是多少？研究變幅疲勞的基礎(chǔ)疲勞損傷D線性地累積，各個(gè)應(yīng)力水平之間相互獨(dú)立。線性疲勞損傷累積理論二、線性疲勞損傷累積理論損傷趨于一個(gè)臨界值的累積過(guò)程以疲勞損1、變幅載荷譜典型載荷塊：“100起落”，“萬(wàn)公里”，“年”等?？傋V是典型塊的重復(fù)。SN(起落次數(shù))100200某飛機(jī)主輪轂實(shí)測(cè)載荷譜滑行滑行滑行拐彎拐彎著陸著陸載荷譜分實(shí)測(cè)譜和設(shè)計(jì)譜。設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)的載荷總譜。SS1n3S2S3n2n10n設(shè)計(jì)載荷譜1、變幅載荷譜典型載荷塊：“100起落”，“萬(wàn)公里”，“年”2、Miner線性累積損傷理論若構(gòu)件在某恒幅應(yīng)力水平S作用下，循環(huán)至破壞的壽命為N，則循環(huán)至n次時(shí)的損傷定義為：D=n/N若n=0,則D=0，構(gòu)件未受損傷；D隨循環(huán)數(shù)n線性增長(zhǎng)：nD0n1D1N1若n=N，則D=1，發(fā)生疲勞破壞。疲勞破壞判據(jù)為：D=1Di=ni/Ni2、Miner線性累積損傷理論若構(gòu)件在某恒Miner累積損傷理論是線性的；損傷D與載荷Si的作用次序無(wú)關(guān)。ni

是在Si作用下的循環(huán)次數(shù)，由載荷譜給出；Ni

是在Si下循環(huán)到破壞的壽命，由S-N曲線確定。若構(gòu)件在k個(gè)應(yīng)力水平Si作用下，各經(jīng)受ni次循環(huán)，總損傷為：Miner線性累積損傷理論的破壞準(zhǔn)則為：(i=1,2,...k)DDnNikii==??1DnNii==?1Miner累積損傷理論是線性的；ni是在Si作用下的循A01DnN2N1BD1D2n1n2線性累積損傷理論與載荷的作用次序無(wú)關(guān)。DnNii==?11122NnNnD+==12211NnNnD+==1A01DnN2N1BD1D2n1n2A01DnN2N1BD1D2n1n2線性累積損傷理論與載荷的3、Miner理論的應(yīng)用變幅載荷下，應(yīng)用Miner理論，可解決二類問(wèn)題：已知設(shè)計(jì)壽命期間的應(yīng)力譜型，確定應(yīng)力水平。已知一典型周期內(nèi)的應(yīng)力塊譜，估算使用壽命。利用Miner理論進(jìn)行疲勞分析的一般步驟為：確定載荷譜，選取擬用的應(yīng)力水平；選用適合構(gòu)件使用的S-N曲線；計(jì)算在應(yīng)力水平Si下循環(huán)ni次的損傷：Di=ni/Ni；計(jì)算總損傷D=ni/Ni；若D<1,構(gòu)件是安全的；可考慮提高應(yīng)力水平。若D>1，則應(yīng)降低應(yīng)力水平或縮短使用壽命。3、Miner理論的應(yīng)用變幅載荷下，應(yīng)用Miner理論，可解例2已知S-N曲線為S2N=2.5×1010；設(shè)計(jì)壽命期間載荷譜如表。試估計(jì)最大可用應(yīng)力水平S。解：假定載荷P時(shí)的應(yīng)力水平為Si=200MPa。由S-N曲線得到Ni,計(jì)算損傷Di，列入表中。可知，若取S=200MPa,D=1.75>1,發(fā)生疲勞破壞。再取S=150MPa,算得：D=0.98<1,可達(dá)設(shè)計(jì)壽命。載荷Pini(106) P 0.05 0.8P0.1 0.6P0.5 0.4P5.0

總損傷D=Di=ni/Ni=1.75Di=ni/Ni0.080 0.102 0.288 1.280Ni(106)0.625 0.976 1.736 3.306 Si(MPa)200 160 1208015012090601.1111.7363.0866.9440.0450.0580.1620.7190.98例2已知S-N曲線為S2N=2.5×1010；設(shè)計(jì)壽命期解：由S-N曲線算Ni例3構(gòu)件S-N曲線為S2N=2.5×1010；若其一年內(nèi)所承受的典型應(yīng)力譜如表，試估計(jì)其壽命。設(shè)構(gòu)件壽命為年，則總損傷應(yīng)當(dāng)是D=(ni/Ni)。計(jì)算Di=ni/Ni

一年的損傷為：

(ni/Ni)=0.1211.1111.7363.0866.9440.0090.0290.0330.050

(ni/Ni)=0.121Si(MPa010.050.100.35一年的典型譜ni(106)損傷計(jì)算Ni(106)ni/NiMiner理論給出：D=(ni/Ni)=1故有：=1/(ni/Ni)=1/0.121=8.27（年）解：由S-N曲線算Ni例3構(gòu)件S-N曲線為S2N=2.5基于線性累積律的變幅載荷疲勞分析方法:1)已知典型周期內(nèi)的應(yīng)力譜，估算使用壽命l。典型應(yīng)力譜(Si,ni)判據(jù)lD=1S-N曲線Ni=C/Sm

Di=ni/Ni

D=Sni/Ni

壽命l=1/D2)已知應(yīng)力譜型和壽命，估計(jì)可用應(yīng)力水平。應(yīng)力譜型(Si？,ni)判據(jù)D=1S-N曲線Di=ni/Ni

D=Sni/Ni

Ni=C/Sm

S=Siyes調(diào)整Si，重算no假設(shè)Si

基于線性累積律的變幅載荷疲勞分析方法:1)已知典型周期內(nèi)沒(méi)有考慮次序影響，某應(yīng)力循環(huán)引起的損傷與該循環(huán)在載荷歷程中的位置無(wú)關(guān)；線性損傷累積理論與載荷幅度無(wú)關(guān)，后者與實(shí)驗(yàn)觀察并不相符。線性損傷累積理論的二個(gè)主要缺點(diǎn)：A01DnN2N1BD1D2n1n2A01DnN2N1BD1D2n1n2先低后高(ni/Ni)>1先高后低(ni/Ni)<1沒(méi)有考慮次序影響，某應(yīng)力循環(huán)引起的損傷與該循環(huán)線性損傷累積雙線性損傷累積理論非線性損傷累積理論損傷累積理論的新發(fā)展：雙線性損傷累積非線性損傷累積雙線性損傷累積理論損傷累積理論的新發(fā)展：雙線性損傷累積非線恒幅載荷隨機(jī)載荷譜？變幅載荷Miner計(jì)數(shù)法載荷0t正變程負(fù)變程峰谷一、譜及若干定義載荷：力、應(yīng)力和位移等。變程：相鄰峰、谷點(diǎn)載荷值之差。有正、負(fù)變程反向點(diǎn)：峰或谷，即斜率改變符號(hào)之處。第二節(jié)隨機(jī)譜與循環(huán)計(jì)數(shù)法循環(huán)計(jì)數(shù)：將不規(guī)則的、隨機(jī)的載荷-時(shí)間歷程轉(zhuǎn)化為一系列變幅或恒幅循環(huán)事件的方法恒幅載荷隨機(jī)載荷譜？變幅載荷Miner計(jì)數(shù)法載荷0t正變程負(fù)St0典型譜段適于以典型載荷譜段為基礎(chǔ)的重復(fù)歷程二、簡(jiǎn)化雨流計(jì)數(shù)法（rainflowcounting)雨流計(jì)數(shù)法：要求典型段從最大峰或谷處起止。0'11'22'雨流計(jì)數(shù)典型段St0典型譜段適于以典型載荷譜段為基礎(chǔ)的重復(fù)歷程二、簡(jiǎn)化雨簡(jiǎn)化雨流計(jì)數(shù)方法：ABCDEFGHIJA'024-2-4S第一次雨流BCEFGHIJE'024-2-4SB'第二次雨流FGIJ024-2-4第三次雨流F'I'譜轉(zhuǎn)90，雨滴下流。若無(wú)阻擋，則反向，流至端點(diǎn)。記下流過(guò)的最大峰、谷值，為一循環(huán)，讀出S,Sm。刪除雨滴流過(guò)部分，對(duì)剩余歷程重復(fù)雨流計(jì)數(shù)。簡(jiǎn)化雨流計(jì)數(shù)方法：ABCDEFGHIJA'024-2-4S第簡(jiǎn)化雨流計(jì)數(shù)結(jié)果：ABCDEFGHIJA'024-2-4S第一次雨流BCEFGHIJE'024-2-4SB'第二次雨流FGIJ024-2-4第三次雨流F'I'雨流計(jì)數(shù)結(jié)果循環(huán)變程均值EHE'70.5BCB'41ADA'90.5FGF'3-0.5IJI'2-1雨流計(jì)數(shù)是二參數(shù)計(jì)數(shù)，結(jié)果均為全循環(huán)。典型段計(jì)數(shù)后的重復(fù)，只需考慮重復(fù)次數(shù)即可。簡(jiǎn)化雨流計(jì)數(shù)結(jié)果：ABCDEFGHIJA'024-2-4S第若轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)力比R不變，N1、N2可用相同的S-N曲線SmN=C表示時(shí)，等損傷轉(zhuǎn)換條件為：

n2=n1(N2/N1)=n1(S1/S2)m.三、不同載荷間的轉(zhuǎn)換計(jì)數(shù)后的多級(jí)載荷，如何簡(jiǎn)化到有限的載荷級(jí)？不同載荷間轉(zhuǎn)換的原則:

損傷等效。將S1下循環(huán)n1次的載荷，轉(zhuǎn)換成S2下循環(huán)n2次，等損傷轉(zhuǎn)換條件為：

n1/N1=n2/N2或n2=n1(N2/N1)

N1、N2分別為在(S1,R1)和(S2,R2)下的壽命。若轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)力比R不變，N1、N2可用相同的S-N曲線S例5某結(jié)構(gòu)鋼基本S-N曲線為

S2N=2.5×1010,譜中有R=-1,Sa1=90MPa作用n1=106次的載荷；材料極限強(qiáng)度Su=300MPa。若須轉(zhuǎn)換成Sa2=100MPa，R=0的載荷，試估計(jì)循環(huán)數(shù)n2。解：已知結(jié)構(gòu)的工作載荷為：Sa1=90,R=-1,Sm1=0,n1=106。轉(zhuǎn)換后的載荷為：Sa2=100,R=0,Sm2=100,n2待定。轉(zhuǎn)換需用S-N曲線。本題中，R=0的S-N曲線未知。因此，需先將R=0,Sa2=100,Sm2=100,n2待定的載荷等壽命地轉(zhuǎn)換為R=-1時(shí)的載荷Sm=0,Sa(待求),n2。例5某結(jié)構(gòu)鋼基本S-N曲線為S2N=2.5×1010,等壽命轉(zhuǎn)