五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】盘点一下印度LCA战机2011年的表现 -- daharry

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家园 这个应该都是适用的

疲劳寿命并非是完全随机的,如果我没记错的话,对于特定材料,在给定载荷水平下,一定数量试件疲劳寿命的对数服从一种叫做威布尔分布的统计学关系。威布尔分布的曲线大致上像一个山丘,也就是说,寿命极长或者寿命极短都是很少的,大多数试件的寿命分布在极值附近(或者说寿命接近,这个的确救了广大力学工作者的命,见下文)。这个山丘越陡峭,说明集中度越好,越扁平,说明分布越大,也就越不靠谱(俺的概率老师看到这个也要伤心死了)。

通常情况下,对于一定载荷,为了测试某种材料的疲劳寿命,会选用一定数量的试件,分别测出各自的寿命(当然也要取对数)。那么该载荷下,该材料的疲劳寿命就是利用这些试件的疲劳寿命通过某种数学或者统计学方法得出的(好像是威布尔曲线极值点对应的寿命吧,这个彻底忘记了)。由于这个寿命反映了一种概率,它的可信程度通过一个叫置信度的指标衡量,而置信度直接和试件数量有关,数量越多置信度越高,当然实验成本也越高(主要是疲劳实验的时间很长,毕竟几十万周不是那么容易搞完的,而且还是一个点要好几个试件),印象中大概7-10个试件可以取得95%的置信度。

在做完一组实验后,我们会有一个给定应力(大致就是单位面积上的力,反映载荷水平)下某材料的疲劳寿命。如果我们测得多个应力水平下的该材料的疲劳寿命,就会得到一个应力水平-寿命曲线,也叫S-N曲线。

实际上,疲劳载荷也有很多种,比如拉-压,弯曲,扭转等,对于不同类型的载荷,材料的疲劳寿命通常也是不一样的。测试某种材料完整的S-N曲线族是相当耗费人力物力的。

在飞机设计上,结构的受力计算完成后,我们可以得到其应力水平,根据该结构使用材料的S-N曲线,我们可以估算结构的疲劳寿命。无论军机民机,寿命的估算都是一个概率,所以当您在天上飞的时候,始终是有一定可能直接掉下来的,只是概率很小。

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