● 摘要
本文将等效应变作为损伤演化过程中的当量控制变量，结合轴对称损伤演化方程确定的参数，利用损伤力学方法对三维结构件进行了裂纹萌生寿命的预估，为该结构件的抗疲劳设计奠定了基础。首先，根据两种载荷类型的特点进行模型的简化，在ANSYS中对结构件进行静力分析。引入损伤演化方程，其特点能使得部分参数直接由试验S-N曲线对应得到，简化确定参数过程中的计算量。针对棒材标准试件，建立损伤演化方程的轴对称应力的形式，并确定将试验数据确定的轴对称等效应力门槛值作为三维问题损伤演化方程的当量门槛值。介绍损伤力学有限元数值解法的程序设计流程，以及闭合解法确定的参数在数值解法中的适用性。建立三维问题的损伤力学的等效应变，以其作为三维问题的损伤的控制变量。应用材料力学方法求出两种载荷条件下主要承力方向上的应力集中系数，确定在实际应力集中系数下的损伤演化方程参数。针对载荷谱调整数值解及闭合解程序，添加选择语句，得出适应试验载荷谱的程序并最终利用闭合解和数值解分别预估结构件的裂纹萌生寿命。两种方法的结果吻合的很好，说明对于本论文所分析的结构件闭合解守恒积分所描述的危险点部位的损伤耦合效应与数值解所描述的过程吻合的很好。