有关亚克力蠕变疲劳寿命预测方法的研究

有机玻璃常用于飞机座舱盖等关键结构，在使用过程中受疲劳载荷作用。有机玻璃是典型的粘弹性材料，常温下即有明显蠕变，疲劳中必须考虑蠕变因素。计及蠕变影响准确预测有机玻璃寿命，可以为飞机座舱盖风档等部件的寿命确定以及维修更换周期的确定提供理论依据。而蠕变疲劳寿命预测方法大多是针对高温金属的，有关有机玻璃蠕变疲劳寿命预测方法的研究并不多。损伤力学方法可以同时考虑多种损伤，是研究蠕变疲劳寿命比较适合的方法.罗成利等已经成功应用损伤力学方法建立了有机玻璃的蠕变疲劳损伤模型并从包含蠕变影响的疲劳试验中分离出纯疲劳损伤，本文在此基础上改进了蠕变损伤模型，蠕变参数的选取更合理，应用通用的非线性优化算法分离出纯疲劳损伤，使之更易于工程应用。

改进模型在受常值载荷或疲劳载荷作用时，一定时间或一定的加载次数后，材料会断裂破坏。也就是说蠕变或疲劳都会使材料产生损伤，并不断累积至材料破坏，这里的损伤可以直观地理解为材料的有效承载面积减少，承载能力减弱。按照损伤力学的基本方法有：蠕变损伤率与加载状态(应力、时间等)以及损伤内变量相关dD)dt；疲劳损伤率与载荷以及加载次数相关dD循环加载蠕变和疲劳两种损伤同时存在，都会使材料的承载能力减弱，在微小时间段两种损伤可以相加，蠕变/疲劳损伤为蠕变和疲劳损伤同时存在。蠕变和疲劳有交互作用，损伤加速。通过试验可以确定损伤函数，并假设起始时，D=0，破坏时，D=1，即可由上式积分得到蠕变疲劳寿命。