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专利号: 2022107447434
申请人: 广东技术师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-06-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种橡胶材料概率疲劳寿命曲线获取方法,其特征在于,所述方法包括:

利用工装夹具夹持标准试样,并利用疲劳耐久试验机对其进行测试,测试两个不同工程应变峰值ε下标准哑铃型橡胶试件的拉伸疲劳寿命,其中大应变载荷ε1下测试多个试件,在小应变载荷ε2下测试多个试件;

基于橡胶疲劳寿命分散特性符合两参数威布尔分布的假设,对大应变载荷ε1下的疲劳寿命数据,采用MATLAB标准库函数进行参数估计,确定此应变载荷下的分布参数、均值μ1和标准差σ1,并以此为基准;

对小应变载荷ε2下的疲劳寿命数据,计算其算术平均值 和标准差 并通过算术平均值 标准差 与两参数威布尔分布参数的函数关系,确定第一组分布参数,包括 和基于两参数威布尔分布假设下概率分位点一致性原理的演化公式,计算第二组分布参数,包括比较第一组分布参数和第二组分布参数,即比较 和 设定误差值,判断是否满足误差判据,若不满足误差判据,通过逐步搜索法或优化算法来逐步改变算术平均值 和标准差 来查找,直到满足误差条件,确定小应变分布参数基于已确定的小应变分布参数β2和估计值 基于两参数威布尔分布模型,计算50%存活概率下的疲劳寿命,与算术平均值 进行对比,若差值小于预设值,则确定小应变下形状分布参数η2;若误差不小于预设值,则逐步改变第一组分布参数中的 直到误差判据成立,确定形状分布参数η2;

对已确定分布参数的两个威布尔分布模型,根据橡胶疲劳符合幂函数法则和计算模型计算其他概率下的疲劳寿命以及其他应变水平下的疲劳寿命;

绘制确定不同概率不同应变下疲劳寿命曲线,得到不同的P‑ε‑N曲线。

2.根据权利要求1所述的橡胶材料概率疲劳寿命曲线获取方法,其特征在于,所述大应变载荷ε1下测试24个试件,小应变载荷ε2下测试12个试件。

3.根据权利要求1所述的橡胶材料概率疲劳寿命曲线获取方法,其特征在于,采用MATLAB标准库函数wblfit和wblstat进行两参数威布尔分布参数的计算。

4.根据权利要求1所述的橡胶材料概率疲劳寿命曲线获取方法,其特征在于,算术平均值 和标准差 的计算公式分别为:其中,Ni为疲劳寿命, 为寿命的算术平均值估计值, 为寿命标准差估计值。

5.根据权利要求1所述的橡胶材料概率疲劳寿命曲线获取方法,其特征在于,两参数威布尔分布假设下对应的演化公式为:其中,β1、β2分别为大应变载荷ε1和小应变ε2载荷下寿命分布的尺度参数;μ1、μ2分别代表大应变载荷ε1和小应变ε2载荷下寿命均值;σ1、σ2分别代表大应变载荷ε1和小应变ε2载荷下寿命标准差。

6.根据权利要求1所述的橡胶材料概率疲劳寿命曲线获取方法,其特征在于,所述误差判据为:

7.根据权利要求6所述的橡胶材料概率疲劳寿命曲线获取方法,其特征在于,不满足误差判据时,进行循环对应的搜索步进方式为:

8.根据权利要求1所述的橡胶材料概率疲劳寿命曲线获取方法,其特征在于,基于尺度参数β2和形状参数 依据两参数威布尔累积分布函数模型,计算50%存活概率下的疲劳寿命N05,与 进行对比,通过循环搜索确定小应变下的形状参数η2;

给定误差判据:

若满足误差判据,则此时小应变下形状分布参数η2得以确定;若不满足,则以初值 为基础采用 进行最优搜索,直到误差判据成立,确定形状分布参数η2。

9.根据权利要求1所述的橡胶材料概率疲劳寿命曲线获取方法,其特征在于,所述计算模型为:其中, 表示应变峰值分别为ε1和ε2、失效概率为P1以及可靠度为1‑P1时疲劳寿命的对数值。