机械构件的疲劳寿命可靠性评定

机械构件的疲劳寿命可靠性评定

郑朝云(重庆交通学院，重庆400074)

摘要：机械构件的疲劳寿命是其可靠性的一个重要指标．对构件进行疲劳寿命可靠性评定并在此基础上进行优化设计(以疲劳寿命可靠性为目标函数)是一件值得探讨的工作．本文应用以概率论为基础的可靠性评定方法(以一典型的汽车构件为例)来分析机械构件的疲劳寿命可靠性，为在机械设计中引入概率论与随机过程等数学方法作了初步尝试．
关键词：机械构件；疲劳寿命；可靠性评定
中图分类号：THll4 文献标识码：A 文章编号：1001．716X(2006)01 145-04

自20世纪7O年代以来，随着计算机技术的快
速发展及广泛应用，欧美许多发达国家便在其建筑工程结构的可靠性设计标准和规范中引入了以概率论为基础的可靠性理论

由于各类功能完善的专用应用软件(如MSC／Nastran及Abaqus等)的不断开发和应用，现今不仅单个零件或部件，而且整机或整车均可进行有限元模拟分析，还能实现设计参数、零部件形状等的优化工作．耗机时间也从数天减少至数小时或数分钟．因而把以概率论为基础的可靠性评定(需要计算速度更快、容量占用更大)应用于机械构件的疲劳寿命可靠性分析正在成为可能．
本文提出了一种评定机械构件疲劳寿命可靠性的方法，并用该法对一典型汽车构件(发动机支架总成)进行了疲劳寿命可靠性评定计算．现代机械设计即将进入一个大变革的时期，相信今后在处理机械构件的载荷效应与结构抗力等问题时，会越来越多地应用到概率论与随机过程等数学方法．

1 机械构件的疲劳寿命可靠性评定
机械构件疲劳寿命可靠性评定有6个步骤：1)选取设计参数(如几何尺寸、材料特性等)；2)确定实验设计方法；3)计算样本的疲劳寿命；4)建立疲劳寿命的数学模型；5)利用数学模型进行快速随机分布计算，获取疲劳寿命平均值及偏差；6)得出表征疲劳寿命分布的韦布尔分布参数值．