1.一种光滑试验件在预测疲劳寿命时确定临界面的方法，其特征在于，具体实施步骤包括：S1、对试验件进行高周疲劳测试，得到试验件上危险点O处的所有应力分量，并在试验件上危险点O处建立原始坐标系O‑xyz和变换后的新坐标系O‑abn；

S2、在步骤S1得到的新坐标系O‑abn的平面aob上建立与坐标轴a向量夹角为α的向量q，得到平面aob的正应力σn(t)和沿着方向q的分切剪应力τq(t)，并根据正应力σn(t)得到对应的方差和协方差，根据分切剪应力τq(t)得到对应的方差；

S3、使用鲍威尔法来确定试验件上危险点O处分切剪应力方差的最大值Var[τq(t)]max和决定分切剪应力方差最大值所在临界面的三个角度 、 和 ：S31、分别设置 、 和 的初始值 、 和 ，初始方向 、初始步长 、常数β和阈值 ，0<β<1，得到试验件上危险点O处分切剪应力方差的初始值 ；

S32、定义鲍威尔法的目标函数，具体表达式为：；

式中， 为分切剪应力方差 与‑1相乘后的函数， 为新坐标系n轴与原坐标系z轴之间的夹角， 是原坐标系x‑y面旋转到新坐标系a‑b面的角度， 是在a‑b面上向量q与a轴的夹角， 是分切剪应力方差 的函数；

S33、当已经完成第k次迭代时，、 和 分别沿着初始方向 中的 、 和进行一维搜索，根据当前迭代后的角度 、 、 和步长 ，获得新的角度值和目标函数值的表达式为：, ,

；

；

式中， 、 和 分别是在第k+1次迭代后更新的 、 和 角， 、 和 是第k次迭代后得到的 、 和 角， 是第k次迭代后得到的步长； 是 、 和角取第k+1次迭代后值的函数值； 是方向矩阵，初始有三个方向向量；

S34、若步骤S33得到的目标函数值 时，则 、 和接受更新，此时 ， , ，并更新方向，  ；若步骤S33得到的目标函数值 时，则步长为 ，并进行方向正交化处理；

S35、在步骤S34的基础上，以 、 和 作为新一轮迭代的角度，以 作为新的步长，以新方向 进行下一目标函数的评估；

S36、若目标函数变化量 时，则结束迭代并输出 、 和 ；若目标函数变化量 时，则继续更新方向，直至目标函数变化量 ；

S4、根据步骤S3得到的三个角度 、 和 ，在试验件上危险点O处找出具有最大正应力并经历最大剪应力方差Var[τq(t)]max的平面：S41、根据试验件上危险点O处临界面的方向进行筛选，在试验件上危险点O处找到 、和  所构成的具有最大正应力方差的角度，得到试验件上危险点O处临界面上最大正应力表达式为：；

式中， 是临界面上最大正应力； 是临界面上正应力幅值； 是临界面上的正应力均值； 是 中关于角度部分的矩阵； 是 中关于应力部分的矩阵；

S42、在步骤S41得到的试验件上危险点O处最大正应力中确定最大值 ，并找到试验件上危险点O处临界面对应的三个临界角度 、 和 。

2.根据权利要求1所述的光滑试验件在预测疲劳寿命时确定临界面的方法，其特征在于，在步骤S1中，t时刻对应的应力张量σij(t)的表达式为：；

其中，σx(t)、σy(t)、σz(t)分别为x、y、z三个方向上的正应力；τxy(t)、τxz(t)、τyz(t)是三个方向的剪应力。

3.根据权利要求1或者2所述的光滑试验件在预测疲劳寿命时确定临界面的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述新坐标系O‑abn的各个坐标轴相对于所述原始坐标系O‑xyz的各个坐标轴的坐标表达式为：；

；

；

式中，n为新平面法向量方向，其与原z轴之间夹角为θ；a相对于旧坐标系的x轴，b相对于旧坐标系的y轴，x‑y面绕z轴旋转ϕ得到新的a‑b面；nx、ny、nz分别为n轴沿着x、y、z轴的投影，ax、ay、az分别为a轴沿着x、y、z轴的投影，bx、by、bz分别为b轴沿着x、y、z轴的投影。

4.根据权利要求1所述的光滑试验件在预测疲劳寿命时确定临界面的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述向量q的单位向量的表达式为：；

式中，qx、qy和qz分别为向量q在x、y和z轴方向的投影。

5.根据权利要求1或者4所述的光滑试验件在预测疲劳寿命时确定临界面的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述正应力σn(t)的表达式为：；

T

式中，n为n轴向量的转置；

所述分切剪应力τq(t) 的表达式为：；

T

式中，q为向量q的转置；

将分切剪应力τq(t)进行分解，具体表达式为：；

式中， 是分切剪应力τq(t)里面关于角度部分的矩阵， 是关于应力部分的矩阵；

由此可得，所述分切剪应力τq(t)的方差表达式为：；

式中，Var[]为方差符号，Cov[]为协方差符号，dk为矩阵d1中的第k、i、j项，si(t)、sj(t)分别为矩阵s(t)中的第i、j项,矩阵C是常数矩阵；

所述正应力σn(t)的两个应力分量 和 的方差表达式为：；

所述正应力σn(t)的两个应力分量 和 的协方差表达式为：；

式中， 为一个加载应力循环的完整周期。

6.根据权利要求5所述的光滑试验件在预测疲劳寿命时确定临界面的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述分切剪应力τq(t)里面关于角度部分的矩阵 的表达式为：。

7.根据权利要求1所述的光滑试验件在预测疲劳寿命时确定临界面的方法，其特征在于，在步骤S31中，所述  、 和 三个角度的范围为 ，初始方向为 ，其中， ， ， 。

8.根据权利要求1所述的光滑试验件在预测疲劳寿命时确定临界面的方法，其特征在于，在步骤S34中，所述正交化处理的具体过程为：假设目前有3个方向 均已使用，则定义一个新的方向 ；

根据正交化处理过程，得到已使用的每个方向 的表达式为：；

式中，i=1，2，3；

根据定义的方向 ，对方向 进行正交，正交部分表达式为：；

式中，i=1，2，3；

将方向 的正交部分进行归一化，得到方向 的表达式为：；

根据得到的方向 更新方向矩阵 ，得到新的方向 。

9.根据权利要求1所述的光滑试验件在预测疲劳寿命时确定临界面的方法，其特征在于，在步骤S41中，所述试验件上危险点O处临界面上最大正应力的具体计算过程为：获得任意平面上正应力的表达式为：；

式中，矩阵 是正应力关于角度的矩阵；

根据任意平面上的正应力，得到正应力方差的表达式为：；

正应力均值σn,m的表达式为：；

正应力幅值 的表达式为：

；

通过正应力方差、正应力均值σn,m和正应力幅值 ，得到试验件上危险点O处临界面上最大正应力。