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基于随机有限元的疲劳断裂可靠性研究

李锋  
【摘要】:由于材料特性、构件的几何特性、载荷历程、环境条件、裂纹扩展方向及尺寸等因素的影响,使得结构构件的疲劳断裂表现出较大的分散性,如何保证结构构件在这些随机因素的影响下因疲劳或断裂而失效的可能性减至最低程度具有重要的现实意义。 用随机有限元和改进的一次二阶矩法可靠性设计理论,将影响结构疲劳断裂的主要不确定因素视为随机变量,从概率论和数理统计的角度出发对含I 型裂纹和I-II 型复合裂纹的平面结构的断裂过程进行了可靠性分析,并对疲劳裂纹进行蒙特卡洛模拟,对模拟结果和用随机有限元得到的结果进行了相互比较,最后对影响疲劳裂纹扩展的几个最敏感的随机因素进行了灵敏度分析。 本文的研究结果弥补了以往确定性方法研究随机疲劳裂纹断裂的不足,为工程应用提供了一种实用的估算方法。


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