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结构寿命的Miner线性累积损伤理论

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由变幅载荷谱,可以得到如图所示的载荷S-循环次数n图

若构件在某恒幅应力水平S作用下,循环至破坏的寿命为N,则可定义其在经受n次循环时的损伤为:

D=n/N                                        (1)

显然,在恒幅应力水平S作用下,若n=0, 则D=0,构件未受疲劳损伤;若n=N,则D=1,构件发生疲劳破坏。
构件在应力水平Si下作用ni次循环下的损伤为Di=ni/Ni。若在k个应力水平Si作用下,各经受ni次循环,则可定义其总损伤为:

破坏准则为

这就是最简单、最著名、使用最广的 Miner 线性累积损伤理论。其中, ni是在Si作用下的循环次数, 由载荷谱给出;Ni是在Si作用下循环到破坏的寿命,由S-N曲线确定。

图中示出了最简单的变幅载荷(二水平载荷)下的累积损伤。从图中坐标原点出发的射线,是给定应力水平Si下的损伤线。注意到Ni是由S—N曲线确定的常数,则损伤D与载荷作用次数n的关系, 由(1)式的线性关系描述。因此,上述Miner累积损伤理论是线性的

图 线性累积损伤

图中,构件在应力水平S1下经受n1次循环后的损伤为D1,再在应力水平S2下经受n2次循环,损伤为D2,若总损伤D=D1+D2=1,则构件发生疲劳破坏。由(1)式还可看到,Miner累积损伤,是与载荷Si的作用先后次序无关的。

总结:虽然线性损伤不能考虑载荷的加载顺序,但是由于疲劳具有一定的随机性,而线性损伤计算得到结果,比较符合均值,因此Ncode疲劳软件的损伤计算公式,就是采用的线性损伤公式。

来源:ANSYS空间
疲劳理论
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首次发布时间:2023-12-02
最近编辑:9月前
张老师
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