复合材料疲劳强度分布与疲劳验证载荷放大系数

来源期刊：材料导报2020年第S2期

论文作者：郝新超 薛斌

文章页码：1447 - 1452

关键词：复合材料;载荷放大系数;LEF;疲劳强度;疲劳寿命;Weibull分布;验证试验;

摘    要：飞机复合材料结构疲劳验证载荷放大系数（LEF）的基本原理是通过提高试验载荷的方式缩短复合材料结构耐久性（疲劳）验证周期,同时保证疲劳验证在统计上具有足够的可靠性,是经FAA同意的复合材料飞机结构验证方法。由于疲劳强度分布无法通过疲劳试验直接获得,传统的载荷放大系数是在复合材料静强度Weibull分布的基础上结合疲劳寿命的Weibull分布推导得出的,称之为静强度载荷放大系数（SLEF）。在疲劳可靠性理论的基础上,通过研究疲劳强度和疲劳寿命的P-S-N和P-Sa-Sm曲线,提出了一种基于复合材料结构疲劳强度分布和疲劳寿命的Weibull分布的载荷放大系数方法,称之为疲劳强度载荷放大系数（FLEF）,通过碳纤维/环氧复合材料结构的疲劳试验验证了该方法的可行性。与静强度载荷放大系数方法相比,疲劳强度载荷放大系数无需通过静强度试验获得静强度概率分布,仅通过疲劳试验即可获得载荷放大系数。通过试验数据分析可知,在无批量数据的前提下,采用静强度载荷放大系数获得的疲劳载荷放大系数无法保证复合材料疲劳试验验证的可靠性,疲劳强度载荷放大系数法确定的载荷系数具有更小的分散性以及更高的可靠度。采用疲劳强度载荷放大系数法在理论和实践上更适合复合材料疲劳试验载荷放大系数的确定。