In this study, a fatigue reliability is assessed taking into account the uncertainties in load and resistance of a steel specimen, in which fatigue crack propagates. The results of the deterministic fatigue crack propagation has been compared with AASHTO LRFD specification. A response surface method (RSM) combined with an advanced first order second moment method has been applied in order to assess the probability of the remaining life of the specimen under cyclic load as a function of crack length. For composing limit state functions, the stress ranges, stress intensity factor and the remaining life was selected as input random variables for the developed fatigue-reliability analysis program. The choice of Bayesian Belief Nets (BBNs) as a tool for assessing uncertainties in resistant component of a limit state function allows an extended probabilistic assessment for the resultant fatigue life of a target specimen, in terms of resistant components of stress range, stress intensity factor, and material property. Additionally, fragility curve models are proposed to compare the probabilistic fatigue life as describing the probability of a structure to suffer a given damage level when it is subject to a given fatigue life. The proposed integrated stochastic models can significantly contribute to the design and maintenance of infra-structures, demonstrated in the numerical example in terms of damage index with the probability of exceedance the considered damage levels.

中文翻译：

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与LRFD规范相比，裂纹扩展的疲劳可靠性分析

在这项研究中，评估疲劳可靠性时要考虑到疲劳裂纹在其中传播的钢试样的载荷和阻力的不确定性。确定性疲劳裂纹扩展的结果已与AASHTO LRFD规范进行了比较。为了评估试样在循环载荷下剩余寿命的概率与裂纹长度的函数关系，已采用响应面方法（RSM）与先进的一阶二阶矩方法相结合。为了组成极限状态函数，选择了应力范围，应力强度因子和剩余寿命作为已开发的疲劳可靠性分析程序的输入随机变量。选择贝叶斯信念网（BBNs）作为评估极限状态函数抗力分量不确定性的工具，可以根据应力范围，应力强度因子的抗力分量，对目标样品的最终疲劳寿命进行扩展的概率评估以及材料属性。另外，提出了脆性曲线模型以比较概率疲劳寿命，该概率疲劳寿命描述了当结构经受给定疲劳寿命时结构遭受给定损伤水平的概率。所提出的集成随机模型可以极大地有助于基础结构的设计和维护，在数值示例中以破坏指数的形式证明了这一点，并有超过考虑的破坏水平的可能性。根据应力范围，应力强度因子和材料特性的抗性成分。另外，提出了脆性曲线模型以比较概率疲劳寿命，该概率疲劳寿命描述了当结构经受给定疲劳寿命时结构遭受给定损伤水平的概率。所提出的集成随机模型可以极大地有助于基础结构的设计和维护，在数值示例中以破坏指数的形式证明了这一点，并有超过考虑的破坏水平的可能性。根据应力范围，应力强度因子和材料特性的抗性成分。另外，提出了脆性曲线模型以比较概率疲劳寿命，该概率疲劳寿命描述了当结构经受给定疲劳寿命时结构遭受给定损伤水平的概率。所提出的集成随机模型可以极大地有助于基础结构的设计和维护，在数值示例中以破坏指数的形式证明了这一点，并有超过考虑的破坏水平的可能性。提出了脆性曲线模型来比较概率疲劳寿命，该概率疲劳寿命描述了当结构经受给定疲劳寿命时遭受给定损伤水平的概率。所提出的集成随机模型可以极大地有助于基础结构的设计和维护，在数值示例中以破坏指数的形式证明了这一点，并有超过考虑的破坏水平的可能性。提出了脆性曲线模型来比较概率疲劳寿命，该概率疲劳寿命描述了当结构经受给定疲劳寿命时遭受给定损伤水平的概率。所提出的集成随机模型可以极大地有助于基础结构的设计和维护，在数值示例中以破坏指数的形式证明了这一点，并有超过考虑的破坏水平的可能性。