第42卷第7期 Vol. 42No. 7
理论与实验研究
假压技木
FORGING & STAMPING TECHNOLOGY
2017年7月 Jul.2017
基于灰色系统理论的7075铝合金板材疲劳寿命研究
马立勇'，颜景润'，张永清'，陈永强'，孙晓红2,3
（1．河北建筑工程学院机械工程学院，河北张家口075000；2.中南大学机电工程学院，湖南长沙410083：
3.中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛266000）
摘要：在航空用飞机蒙皮制造过程中，7075铝合金是十分理想的材料。为了更精确地研究并预测7075铝合金的疲劳寿命，对 7075-T-651铝合金板材进行了疫劳试验，在应力比R=0.1条件下，测得120-320MPa不同应力下7075-T-651铝合金板材的疫劳寿命。以试验数据为基础，将灰色系统理论运用到7075-T-651铝合金板材的疲劳寿命预测中，生成GM(1，1) 模型，在与试验相同的条件下进行疲劳寿命预测，并将得到的疫劳寿命预测模型S-V曲线与试验数据S-N曲线进行对比。研究表明，所建立的灰色系统理论GM(1，1）模型S-N曲线与试验所得S-N曲线基本吻合，因此，可以通过GM(1，1) 模型来预测7075铝合金板材的疲劳寿命，
关键词：7075铝合金；疲劳寿命；灰色系统理论；GM(1，1）模型；S-N曲线 DOI : 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2017. 07. 033
中图分类号：TG115.57
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2017）07-0173-04
Studyonfatiguelifeof aluminumalloy7075 sheetbasedongrey systemtheory
Ma Liyong', Yan Jingrun',Zhang Yongqing', Chen Yongqiang', Sun Xiaohong?.3
( 1. School of Mechanical Engineering, Hebei University of Architecture, Zhangjiakou 075000, China; 2. School of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China; 3. CRRC Qingdao Sifang Co. , Lid. , Qingdao 266000, China)
Abstract: In the manufacturing of aeroplane skin for aviation, aluminum alloy 7075 is a kind of ideal material. In order to predict the fa-tigue life of aluminum alloy 7075 precisely , several fatigue experiments were conducted. Under the condition of stress ratio R = 0. 1, the fatigue lives of aluminum alloy 7075 T 651 sheet were measured with different streses of 120 320 MPa. Then, based on the experi-ment results, the grey system theory was used in the fatigue life prediction of aluminum alloy 7075 T 651 sheet, and the GM(1, 1 ) s a pu uaadxa a s suopoa aes a r paanpuoa sen ogaipard agl anagrg a a aes a y 'paeaaas sen apo N curves of the prediction model and the experimental data were compared. This research shows that the S N curve of the prediction
model is the same as that of experiment. Thus, the GM(1, 1) model can predict the fatigue life of aluminum alloy 7075. Key words : 7075 aluminum alloy; fatigue life; grey system theory ; GM(1, 1) model; S N curve
7075铝合金属AI-Zn-Mg-Cu系超硬铝，该合金固溶处理后塑性好，同时热处理强化效果好，在150℃以下具有高的强度和良好的低温强度，是
最适合用于飞机蒙皮、翼助、结构件的材料之广泛应用于航空航天工业及民用工业领域1-2]。在收稿日期：20170224；修订日期：20170510
基金项目：国家自热科学基金资助项目（51375500）；河北省高等学校科学技术研究项目（ZC2016030，ZD2016160）；河北建筑
工程学院青年基金项目（QN201402，QN201401）作者简介：马立勇（1987-），男，硕士，讲师 E-mail: maliyongmail@ foxmail. com
通讯作者：额景润（1981），女，硕士，讲
E-mail: 26760228@ qq- com 万方数据
服役过程中，7075铝合金疲劳缺口敏感，给飞机飞行带来了极大的隐患。因此，研究其疲劳寿命具有一定的理论与实际意义
灰色系统理论GM(1，1）模型以其精确的预测性能和严密的逻辑性能，在科学研究中应用广泛。罗佑新3利用灰色系统理论分析了钢材的抗拉强度 R，、届服强度R，与疲劳极限之间的关联，计算了钢材疲劳极限，这种方法较一般线性回归有更高的预测精度。张怀亮(4)利用灰色系统理论GM(1，1）模型预测了金属材料的疲劳寿命，预测结果表明，该GM(1，1）模型的预测精度较高，能够大幅缩短金属材料疲劳试验周期，节约成本，且该模型可用于材料的可靠性设计。孙晓红("利用灰色系统理论