综述：金属疲劳失效建模方法综述：从经典总寿命方法到基于断裂力学的方法

《Mathematics》：A Comparative Review of Fatigue Modeling Approaches in Metals: From Total-Life Methods to Fracture-Based Models

　　

摘要

疲劳被广泛认为是影响金属结构的主要失效机制之一。因此，可靠地预测疲劳引起的失效对于工程结构和组件的安全设计及寿命预测至关重要。在此背景下，本文概述了金属疲劳建模中采用的一些主要方法。首先，回顾了经典的总寿命方法，即应力 - 寿命和应变 - 寿命方法。随后，介绍了基于断裂的疲劳方法，包括基于断裂力学、连续损伤力学和相场理论的理论公式。有限元方法和扩展有限元方法作为实施这些理论公式的代表性数值框架也被讨论。然后，从适用性、能力、局限性和标定要求方面对所述方法进行了对比分析。最后，确定了相关的未来研究方向。