宽带随机激励下振动疲劳试验加速因子的解析建模与实验验证

为解决工程结构振动疲劳测试耗时耗成本的问题，来自国内的研究团队开展了宽带随机激励下的振动疲劳加速模型研究。通过将多峰应力谱分割为单峰谱段，引入比例因子概念并基于瑞利(Rayleigh)模型计算加速因子，最终通过2024-T3和7075-T6铝合金试件实验验证了模型有效性，为缩短工业测试周期提供新方法。

　　

在真实载荷条件下进行工程结构振动疲劳测试(Vibration Fatigue Test)往往面临周期长、成本高的挑战。这项研究创新性地提出宽带随机激励(Broadband Random Excitation)下的疲劳加速解析模型，通过将多峰响应应力谱(Multi-peak Stress Spectrum)分割为若干单峰谱段，采用瑞利分布模型(Rayleigh Model)拟合应力幅值概率分布。研究团队引入关键的比例因子(Scale Factor)概念，基于概率密度函数(PDF)计算各单峰谱段的缩放系数，最终推导出振动疲劳加速因子(Acceleration Factor)。

为验证模型可靠性，研究人员选用2024-T3和7075-T6两种航空铝合金材料，设计含椭圆孔和槽孔的试件进行随机振动疲劳实验，获得不同载荷谱下的疲劳寿命数据。实验结果表明，该模型计算结果与实测数据具有良好一致性，为工业领域快速评估结构振动疲劳性能提供了重要理论工具。文末明确声明本研究不存在利益冲突(Conflicts of Interest)。