第33卷第3期Volume33Number32023年3月March2023中国有色金属学报TheChineseJournalofNonferrousMetals基于多轴载荷相位差的神经网络预测钛合金疲劳寿命郑战光1，张剑1，孙腾1,2，谢昌吉1,2，黄增1,3(1.广西大学机械工程学院，南宁530004；2.北部湾大学机械与船舶海洋工程学院，钦州535011；3.广西机电职业技术学院，南宁530007)摘要：钛合金是航空、航天等领域重要的结构材料，面临着多轴疲劳寿命预测困难与繁琐等问题。为此，本文考虑了对称正弦波加载条件下的相位差与加载路径非比例度的关系，构建一种以相位差、正应变幅值和切应变幅值作为输入变量，以疲劳寿命作为输出变量的多轴疲劳寿命预测的神经网络模型；分别以18组纯钛、14组BT9钛合金和33组TC4钛合金多轴疲劳试验数据进行训练，用另外的2组纯钛、2组BT9钛合金和5组TC4钛合金数据进行测试；最后与等效应变模型、最大切应变模型、临界面模型进行比较。结果表明：与基于实验数据的唯象预测方法相比，基于多轴载荷相位差的神经网络方法在预测钛合金疲劳寿命方面更高效、更准确、更具普适性。关键词：钛合金；相位差；神经网络；多轴疲劳寿命；加载路径文章编号：1004-0609(2023)-03-0781-11中图分类号：TH114文献标志码：A引文格式：郑战光,张剑,孙腾,等.基于多轴载荷相位差的神经网络预测钛合金疲劳寿命[J].中国有色金属学报,2023,33(3):781−791.DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2021-42732ZHENGZhan-guang,ZHANGJian,SUNTeng,etal.Multi-axialfatiguelifepredictionoftitaniumalloybasedonneuralnetworkofloadphasedifference[J].TheChineseJournalofNonferrousMetals,2023,33(3):781−791.DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2021-42732钛合金是一种重要的工程结构材料，广泛应用于航空、航天等领域[1]，可用于制造发动机的机罩、排气装置、压气机盘和叶片以及飞机的大梁隔框等结构件。而在航空航天领域中，高达80%的失效零件是因疲劳失效。零件疲劳失效的原因往往是复杂的，即便是处于单轴加载环境的构件，由于几何结构的复杂性，其局部也有可能处于多轴载荷情形[2]。在复杂的加载路径下，多轴载荷以不同加载路径呈现，使得材料与零件的多轴疲劳寿命更难预测。因此，寻找一种高效、可靠、普适的多轴疲劳寿命预测方法极为必要。目前，关于多轴疲劳寿命的预测方法主要有以下两大类：第一类是基于实验所建立的具有一定物理意义的预测方法，如等效应变法、能量法和临界面法等[3−6]。上述方法实...
