元件疲劳可靠性估算方法

对近年来国内外在元件疲劳可靠性估算方法方面所做的研究作了系统的回顾和讨论，按安全余量方程将其分为三类：累积损伤模型、乘余强度模型和疲劳寿命模型，并对这三种模型的特点及局限性作了分析论述，对元件疲劳可靠性分析的发展趋势作了讨论。     

结构元件安全评估与监控的风险预测方法

提出了一种评估结构疲劳可靠性的方法－风险预测方法。该方法利用结构在服股过役过程中的信息，在考虑了工程结构承采载荷的各态历经性的基础上，结合了结构元件寿命机分布形式和Ｍｉｎｅｒ线性累积损伤理论，以风险值来评价并监控结构元件在不同时间失效的危险性，并用算例和试验结果进行对比分析。     

缺口件疲劳寿命分布预测的有效应力法

本文提出了一种由光滑件疲劳寿命试验数据预测缺口件疲劳寿命分布的有效应力法。该方法中缺口件的裂纹可能萌生表面被分解成一个个微元，整个表面可看成是这些微元组成的一个串联模型，按照串联概率失效模型，缺口件的疲劳强度失效概率就可以由各微元的疲劳强度失效概率计算得到，其中微元的疲劳强度失效概率是由光滑件的疲劳强度失效概率通过最弱环节理论计算得到的。在缺口件的疲劳强度失效概率表达式中，引入了有效应力的概念，用它查取光滑件的疲劳寿命试验数据就可以直接得到缺口件的疲劳寿命分布。该方法可以同时考虑到应力梯度和试件尺寸对缺口件疲劳寿命分布的影响。进行了材料LY12CZ的带中心孔缺口件的寿命算例分析，预测结果和试验结果吻合良好，表明该方法是有效的。     

基于渐进演化策略的增材制造自支撑结构拓扑优化算法

拓扑优化和增材制造分别是先进的结构设计技术和制造技术,将拓扑优化与增材制造融合能产生显著的协同效益.增材制造存在一些独特的制造约束,研究考虑结构自支撑约束的拓扑优化算法,可以降低材料和时间成本.基于SIMP方法框架,建立显式约束函数模型表征结构的自支撑特性,并发展了相应的拓扑优化流程,通过结构渐进演化实现自支撑.研究了相应的灵敏度分析方法,可实现并行计算.提出一个指向性灵敏度过滤算子促进支撑结构演化.采用3个数值算例进行分析,验证了指向性灵敏度过滤的有效性,所有拓扑优化结果均实现了结构自支撑.与典型方法相比,优化结果的可制造性更好.     

建立P-S-N曲线的双加权最小二乘法

为充分利用成组疲劳试验数据和疲劳强度试验数据，获得较高精度的P-S-N曲线，提出了一种建立P-S-N曲线的双加权最小二乘法。该方法充分考虑了疲劳试验方法、疲劳试验数据分散性和试件样本容量对P-S-N曲线建立的影响，构建了不同来源误差的分配模型。它首先利用疲劳试验的最小样本容量判据处理成组试验数据，导出试验数据分布p分位点的置信区间长度，并进行第一次加权拟合。再结合疲劳强度试验数据，进行第二次加权拟合，推导出了任意可靠度下的P-S-N曲线。作者对17组金属材料和PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)材料进行了统计分析以验证所建立的P-S-N曲线的拟合能力、合理性和预测精度，结果表明建立的P-S-N曲线具有较高的精度和可信度。     

含椭圆孔正交各向异性有限宽板应力集中因子和应力分布的计算

本文采用有限元方法对含不同形状椭圆孔的正交各向异性有限宽板作了应力分析,给出了估算应力集中因子K_T和孔附近应力分布σv(x,O)的表达式,为层合板缺口强度的估计提供了一些有用的结果。     

小样本下估计疲劳寿命分布的历史数据融合方法

提出了一种利用历史数据确定元件疲劳寿命分布的小样本方法.该方法假定元件疲劳寿命服从三参数Weibull分布,利用S-N曲线给出了一个将历史数据转化为当前数据的最小加权二乘法,并根据当前小样本试验数据对参数估算结果进行修正,提出了一种历史数据和当前数据融合的策略.进行了一个算例分析,结果表明,由本文的方法确定的小样本疲劳寿命分布与容量为200的大样本试验数据确定的分布吻合很好.     

一种统一的多轴疲劳损伤参量

城分析多轴损伤临界面上的应变化特性的基础上，根据多轴疲劳临界损伤平面原理，提出利用多轴介面上的最大剪切应变幅与相临两个最大剪切应变值之间的法向应变幅所合成的ｖｏｎ Ｍｉｓｅｓ等效应变幅作为多轴疲劳损伤参量，该参量不含有任何材料常数，不仅能够适用于多轴比例与非比例加载下，而且可退化成单轴的形式，经四种材料的试验验证，结果是令人满意的。     

多学科设计优化中常用代理模型的研究

代理模型是多学科设计优化的关键技术之一。本文系统介绍了多项式响应面模型，径向基函数模型和Kriging模型等3种多学科设计优化中常用的代理模型。通过构造某机翼展向气动载荷分布的代理模型，对这3种模型的效果进行了评估，并对这些代理模型的构造方法、基本特性和适用范围进行了分析研究。     

一种新的多轴高周疲劳寿命预测模型

分析和讨论3种典型载荷(单轴拉压、纯扭及90^\circ非比例)情况下的5组损伤控制参数, 提出了一种以临界面上最大剪切应力幅和最大法向应力的非线性组合作为损伤控制参数的多 轴高周疲劳寿命预测模型, 该模型考虑了平均应力对疲劳寿命的影响, 比现有的疲劳预测模 型具有更宽的金属材料适用范围. 两种不同类型材料下的多轴非比例试验的预测结果表明, 模型的预测结果与试验符合较好.