45钢疲劳寿命预测新模型：基于FCIL与PSN曲线的改进方法

本文档主要探讨了"给定存活率下45钢的疲劳寿命估算"这一主题，基于临界损伤理论，作者提出了一种新的疲劳裂纹萌生寿命（Fatigue Crack Initiation Life, FCIL）估算方法。传统的FCIL模型通常依赖于郑氏公式，其中疲劳延性指数恒定为-0.5，然而，新的模型打破了这种固定关系，将疲劳延性指数视为反映材料抵抗疲劳破坏能力的一个材料常数。这种方法考虑了材料特性对疲劳性能的直接影响，从而更准确地预测材料的疲劳寿命。 作者推导出的FCIL模型不仅包含了始裂抗力系数和始裂门槛值与金属拉伸性能参数之间的关系，而且以此为基础构建了针对含缺口45钢的疲劳寿命预测公式，即PSN曲线公式。相比于基于郑氏公式的PSN公式，新的公式能够更好地处理不同材料和特定条件下的疲劳寿命预测，特别是在疲劳寿命分布不易确定的长寿命区域，这对于结构的疲劳可靠性评估具有重要意义。 由于在实际工程中，结构的疲劳可靠性评估往往依赖于等效应力范围与疲劳强度的关系，但实验测定疲劳强度的概率分布存在困难，因此通过理论模型如新的FCIL估算方法来辅助预测是十分必要的。作者指出，传统的PSN曲线主要依赖于大量实验数据，耗时且成本高昂，尤其在长寿命区，获取准确的PSN曲线更为困难。 这篇论文提供了一种创新的疲劳寿命估算方法，对于提高45钢在特定生存率下的疲劳耐久性和结构设计中的疲劳可靠性分析具有实际价值。通过结合材料性能参数和临界损伤原理，作者的工作有望减少疲劳寿命预测的不确定性，从而推动工程实践中的疲劳强度管理和设计优化。