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服役中的机械结构关键零部件往往承受着变幅多轴载荷的作用,多轴疲劳破坏是其主要的破坏形式;航空发动机、燃气轮机、核电站等热端部件更是在高温环境下承受着循环的多轴载荷,多轴蠕变-疲劳寿命是制约这些设备使用年限的一种主导因素。因此,深入研究高温多轴疲劳寿命预测方法,并开发出多轴蠕变-疲劳寿命预测软件系统应用于工程结构疲劳寿命和强度设计,对这些结构设计的安全性和经济性的提升有重要的意义。 本文从工程应用角度出发,采取试验与理论相结合的方法,评估多种多轴疲劳寿命预测模型和多轴蠕变-疲劳寿命预测方法,开发了变幅多轴蠕变-疲劳寿命预测系统,提出一种谱载下低周多轴蠕变-疲劳寿命评估方法。 (1)从预测准确且便于工程应用的角度考虑,论文分析了现有多种不包含经验系数的多轴疲劳寿命预测模型,并通过试验数据评估这些模型的预测效果,确定适用于变幅多轴疲劳寿命预测的方法。 (2)论文分析和比较了现有的几种多轴蠕变-疲劳寿命评估方法:多轴时间-寿命分数法、蠕变-疲劳交互的多轴时间-寿命分数法、多轴应变范围划分法,并通过试验数据评估各个模型适用性,确定适用于变幅多轴蠕变-疲劳寿命评估的方法。 (3)依据(1)、(2)所确定的寿命预测模型,结合变幅载荷多轴计数方法等理论,基于C++/CLI开发出高温变幅蠕变-疲劳寿命预测系统,并通过试验数据验证了系统寿命预测的效果。结果显示,开发的寿命预测系统对于变幅载荷下多轴蠕变-疲劳寿命预测可以达到令人满意的效果。 (4)通过理论和试验分析,提出一种高温多轴谱载下低周蠕变-疲劳寿命评估方法,该方法可以考虑加载形式、载荷保持等影响。通过试验验证,该方法可以得到较好的预测效果。