一种含独立材料参数的Pairs公式疲劳评估概率模型

摘要

为了完善船海工程结构疲劳可靠性评估,弥补Paris公式概率模型在理论和应用上的不足,提出了一种含独立材料参数的Pairs公式的疲劳评估概率模型.基于修正的Paris公式da/dN=C0(△K/K0)m,应用数理统计理论推导了材料参数C0和m不相关的条件,并根据不相关条件确定K0的值,得到一个材料参数相互独立的Paris公式.通过Ni-Mn-Cr-Mo钢疲劳裂纹扩展速率试验,获得了材料参数的分布特性和特征值,建立疲劳评估概率模型,并验证其正确性.应用该模型对船体板格单元的疲劳可靠性进行分析,给出了不同疲劳寿命下的失效概率.研究表明,这个含独立参数的Paris公式概率模型,避免了疲劳可靠性计算和Monte Carlo仿真中由于参数相关而出现的问题;利用该模型分析船体结构疲劳寿命,计算准确可靠,对于结构耐久性和损伤容限设计、在役安全评价等有重要的参考价值.