隨著(zhù)機械設備向高速大型化發(fā)展，合金結構鋼的發(fā)展越來(lái)越注重提高合金鋼使用的可靠性。傳統的以安全系數保障強度儲備的確定性機械結構強度設計方法，正逐步向可靠性設計方法演進(jìn)，從而為疲勞設計提供精確、可靠的資料。 在強度設計方法重大變革的背景下，以山東省自然科學(xué)基金項目[Y2002F19]為依托，進(jìn)行了疲勞數據的參數估計、假設檢驗，疲勞壽命和性能的高可靠度預測模型等基礎性研究工作，探討了裂紋萌生微觀(guān)機理對疲勞隨機性的影響。完成了42CrMo硬齒面齒輪輪齒應力疲勞試驗、42CrMo材料的應變疲勞試驗和疲勞短裂紋顯微疲勞試驗，應用建立的模型和方法對試驗結果進(jìn)行了分析。 首先，進(jìn)行了疲勞概型參數估計、假設檢驗和概型綜合評價(jià)研究，深入探尋疲勞數據的統計規律。疲勞可靠性常用概型一般包括正態(tài)、對數正態(tài)、指數、兩參數Weibull、三參數Weibull分布函數，為評價(jià)各概型的適用性，給出了各概型的線(xiàn)性回歸方程。由于應用現有的圖形法和解析法進(jìn)行三參數Weibull概型估計時(shí)，經(jīng)常難以得到優(yōu)良擬合結果，故提出了新的疲勞概型二項式系數擬合的參數估計方法，此法將圖形法估計得到的疲勞參量代入概型，并以牛頓二項式展開(kāi)求得點(diǎn)估計值。通過(guò)引入非參數統計的D_n-檢驗法，發(fā)展了廣泛適用于各常用疲勞可靠性概型的假設檢驗方法。提出了疲勞概型的綜合效果評價(jià)公式，對通過(guò)檢驗的各級載荷下疲勞試驗數據進(jìn)行總體擬合效果評價(jià)，以選擇****的疲勞數據描述概型。 其次，建立了疲勞壽命可靠性和疲勞性能可靠性通用模型，進(jìn)行高可靠度疲勞參量推斷?，F有疲勞壽命可靠性模型，尤其是應變疲勞壽命可靠性模型僅限于疲勞隨機變量服從對數正態(tài)分布，為克服這一問(wèn)題，提出了適用于各常用概型的應力、應變疲勞壽命可靠性分析通用模型。通過(guò)對正態(tài)分布、Weibull分布等5種常用概型函數的中值疲勞壽命和高可靠度疲勞壽命關(guān)系的分析，確定了通用模型的具體形式。指出疲勞壽命服從各常用分布的可靠性公式都可看作通用公式的特例，其中應變疲勞壽命服從對數正態(tài)分布時(shí)的可靠性公式與應變疲勞可靠性分析常用公式是一致的。為了考察材料應變疲勞性能隨機性的統計規律，提出了應變疲勞循環(huán)應力應變關(guān)系可靠性分析通用模型?；诟判头植己瘮档木胤ɡ碚?，提出了適用于各概型分布的疲勞可靠性曲線(xiàn)分析方法。以前人所做的40Cr齒輪輪齒應力疲勞壽命數據初步驗證了文中疲勞統計模型和方法的有效性。