基础随机激励下纤维增强复合薄板振动疲劳寿命预报

作者：许卓; 徐鹤松; 李晖^*; 王相平; 张海洋; 刘洋; 孙伟; 马辉; 赵丙峰; 韩清凯; 贾璞; 周晋; 闻邦椿

来源：航空动力学报, 2023, 38(01): 47-54.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20220155

• 随机激励
• 解析法
• 应力功率谱
• 振动疲劳
• 疲劳寿命

针对传统有限元建模黑箱操作多、计算成本大、不具有自主知识产权等问题，基于经典层合板理论，随机振动理论和Miner线性积累损伤准则，建立了基础随机激励下纤维增强复合薄板振动疲劳寿命预测的解析模型。基于应力模态法，推导了纤维增强复合薄板的应力频响函数，在考虑随机激励的基础上，得到了结构的随机振动等效应力功率谱密度函数。通过Dirlik、Bendat和Benasciutti-Tovo三种频域模型对应的概率密度函数，成功求解了相应的振动疲劳寿命。另外，采用ANSYS与nCode软件对模型及其预测结果的正确性进行了验证，研究发现该模型寿命计算结果相对于商业软件计算结果的偏差不超过14.8%，但计算效率提高了17%～33%。因此，该模型可为预测随机激励下各向异性复合薄板的振动疲劳问题，提供一种思路和工具。

• 单位
  机电工程学院; 东北电力大学; 江西新能源科技职业学院; 自动化学院; 中国航发沈阳发动机研究所; 东北大学; 西安交通大学