威布尔分布下小样本P-S-N曲线拟合方法

威布尔分布下小样本P-S-N曲线拟合方法

论文摘要

为拟合疲劳寿命服从威布尔分布的小样本P-S-N(失效概率-应力-循环次数)曲线,提出了小样本疲劳寿命试验数据统计分析与P-S-N曲线拟合方法。根据疲劳寿命均值和标准差与应力水平的线性关系,基于已知的最高级应力水平的疲劳寿命分布参数,使用疲劳寿命算术平均值替代其他级应力水平均值(期望),获得疲劳寿命均值与应力水平的线性关系。根据此关系,将不同级应力水平的疲劳寿命等效到最高级应力水平,检验等效寿命与最高级应力水平疲劳寿命的均值相对误差,反推各级应力水平疲劳寿命的统计参数,从而实现了P-S-N曲线的拟合。算例结果表明:使用全部疲劳寿命数据时,所提方法拟合结果与传统方法拟合结果相对误差小于1%;对于拟合设计的2组方案(8-5-5和8-3-3),所提方法与传统方法拟合结果相对误差小于10%;所提方法能够得到较为合理的参数,获得较好的P-S-N曲线拟合结果。

论文目录

  • 1 P-S-N曲线拟合原理
  •   1.1 疲劳寿命等效转换
  •     (1) 将式 (3) 中的2个公式联合, 写成关于形状参数ηi的等式, 得到
  •     (2) 令初值η0=0, 步长Δη=0.001, ηk+1=ηk+Δη (k=0, 1, 2, …) 。
  •   1.2 疲劳寿命均值、标准差与应力水平的线性关系
  • 2 P-S-N曲线拟合方法
  • 3 算例分析与讨论
  •   3.1 拟合方法验证
  •   3.2 不同拟合方案的对比分析
  • 4 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 白恩军,黄树涛,谢里阳

    关键词: 曲线,小样本,统计分析,疲劳寿命等效,威布尔分布

    来源: 西安交通大学学报 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

    专业: 数学,工业通用技术及设备

    单位: 沈阳理工大学汽车与交通学院,东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室

    基金: 国家自然科学基金-辽宁联合基金资助项目,辽宁省重大装备制造协同创新中心资助项目

    分类号: TB114

    页码: 96-101

    总页数: 6

    文件大小: 520K

    下载量: 461

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