《結構系統疲勞失效相關性的宏細觀分析與可靠性建模》是依託江蘇理工學院，由周金宇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：結構系統疲勞失效相關性的宏細觀分析與可靠性建模
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周金宇
- 依託單位：江蘇理工學院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
結構系統的疲勞失效是元件或結構細節的微損傷從微觀、細觀到巨觀跨尺度累積而誘發災變的過程。作為系統級機率分析的必需信息，元件之間的失效相關機理因損傷演化過程在各尺度上的多物理性而具有複雜形式。本項目在結構系統疲勞可靠性分析中採用宏細觀雙尺度串列法，建立元件疲勞壽命與宏細觀綜合隨機變數群之間的關係，闡明元件疲勞壽命的統計相關機理，實現典型結構系統疲勞可靠性建模。具體技術路線是：將元件疲勞斷裂過程分為裂紋萌生、短裂紋擴展和長裂紋擴展三大階段，先後在細觀、巨觀尺度上按不同物理機制分段建模，再根據雙尺度隨機變數群的信息傳遞關係對階段壽命模型進行跨尺度串接與解耦，得到元件總壽命方程以及壽命分布函式，由此導出疲勞失效時變相關性量化指標和系統可靠性模型。雙尺度機率分析方法的選用，為結構系統疲勞失效相關性研究提出了新思路；材料細觀結構參數的引入，為結構系統疲勞可靠性的精細化建模開闢了新途徑。
結題摘要
結構系統疲勞失效是元件或結構細節的微損傷從微觀、細觀到巨觀跨尺度累積而誘發災變的過程。該項目在結構系統疲勞可靠性分析中採用宏細觀雙尺度串列法，建立元件疲勞壽命與宏細觀綜合隨機變數群之間的關係，闡明元件疲勞壽命的統計相關機理，實現典型結構系統疲勞可靠性建模。主要成果包括：根據晶粒尺寸分布函式建立多晶體金屬二維微結構有限元模型；藉助Schmid因子建立細觀主應力與分解切應力之間的關係，導出分解切應力變程的機率分布；基於Tanaka-Mura微裂紋形核機制分析裂紋形核壽命的細觀相關性，建立結構表面疲勞裂紋形核壽命的細觀機率模型；基於廣義發生函式法，實現可修系統疲勞壽命機率建模；分析結構系統各單元疲勞失效內在的統計相關機理，利用Copula函式建立串聯、並聯結構系統的疲勞可靠性模型。雙尺度串列法的選用，為結構系統疲勞失效相關性分析提出新思路；材料細觀參數的引入，為結構系統疲勞可靠性的精細化建模開闢新途徑。
