碳纤维束疲劳损伤失效试验

为了解碳纤维束的疲劳特性及疲劳加载后剩余强度的变化, 为建立碳纤维复合材料疲劳性能的细观力学分析模型提供必要的基础数据, 研究设计了碳纤维束静载力学性能及疲劳特性试验方案, 并进行了试验。采用最小二乘法拟合得到了单束碳纤维的应力-寿命(S-N)曲线。对经过预疲劳的碳纤维束试验件进行了剩余强度试验, 采用最小二乘法拟合得到了碳纤维束疲劳加载剩余强度模型。试验结果表明: 试验所用碳纤维束的条件疲劳极限为静拉伸强度的80.47%; 碳纤维束经历一定循环次数的拉-拉疲劳可以提高其强度, 其剩余强度随着疲劳加载循环次数的增加先增加后减小。     

某超硬不锈钢的接触疲劳P-S-N曲线的测定

测定某超硬不锈钢的接触疲劳P S N曲线,估计出试验应力S与试样寿命N之间函数关系式N=CS-m中的待定参数C和m,得出不同破坏概率(1%,5%,10%,50%)下试验应力S与寿命N的关系,为材料的使用和产品设计提供试验依据。     

高强度钢30Cr3SiNiMoVA的疲劳特性研究

为了获得超高强度钢30Cr3SiNiMoVA的疲劳设计数据,对该材料进行了疲劳性能实验。分别对该材料的抛光和未抛光试样进行轴向拉压疲劳实验。用升降试验法测定材料的条件疲劳极限,用成组实验法在四级应力水平下测试其疲劳寿命。结合升降法所得的条件疲劳极限值和成组法实验数据,采用双参数最小二乘法拟合S-N曲线,运用概率方法求得P-S-N曲线。通过对两种试样的S-N曲线分析可知:未抛光试样的疲劳寿命要低于抛光试样的疲劳寿命,并且疲劳载荷级越低,两类试样之间的疲劳寿命差越大,抛光试样的疲劳极限大约是未抛光试样的1.4倍。相关实验现象表明30Cr3SiNiMoVA的疲劳寿命对试样表面粗糙状态非常敏感,建议该类材料在应用过程中要采取有效措施改善构件的表面状态。文中实验数据可为该材料的工程应用提供参考。     

储气库注采气井管柱优选研究

随着储气库建设工作逐步展开，对注采井管柱优选是储气库安全运行的重要保证。通过对气藏注采方案下不同管径的注采能力、携液和冲蚀情况进行分析，优选出挂采井管柱管径；同时，通过对比直井注／采过程油管的受力计算，和对丝扣连接强度校核、抗内压强度和抗外挤强度校核，并考虑到温度和压力的作用，计算出管柱受力情况，进而优选出管柱级别。基于该方法优选的储气库注采管柱在储气库注采井得到采用，效果良好。     

用考虑置信区间长度影响的最小二乘法拟合S－N曲线

S－N曲线是用名义应力法预测结构疲劳寿命的基础。基于试验疲劳寿命分散的物理机制,提出了一个S－N曲线试验数据处理的加权最小二乘法,此方法中每组数据的权重与该组数据的置信区间成反比。计算结果表明用考虑置信区间长度影响的最小二乘法拟合得到的S－N曲线比用一般最小二乘法得到的S－N曲线具有更高的可靠度,给出的寿命预测结果也更安全。     

ZG230-450铸钢的重构疲劳可靠性S-N曲线

给定若干概率水平的常规疲劳可靠性曲线只能做相应概率水平的疲劳设计与寿命预测,要实现任意可靠性水平的疲劳设计、寿命预测和可靠性评定,需要重构全概率疲劳可靠性S-N曲线。首先应用Monte Carlo模拟技术在可接受的误差范围重构了铁道车辆ZG230-450车轮铸钢的疲劳极限和成组法S-N数据。然后应用广义极大似然法测定了其中短寿命范围的可靠性S-N曲线。最后应用概率疲劳极限外推法获得了该材料中短和长寿命范围的合理疲劳概率S-N曲线。并进一步发展了适于车辆结构用万公里单位表征的可靠性曲线。应用该曲线可实现任意可靠性水平的疲劳可靠性设计、寿命预测和可靠性评价。     

瓦楞纸板结构疲劳特性探究

通过对瓦楞纸板的疲劳振动损伤试验、疲劳剩余强度试验和多级载荷下的疲劳损伤试验,对瓦楞纸板结构的疲劳性能进行了初步探讨,获得了在一定频率条件下,不同载荷时瓦楞纸板结构的疲劳寿命,给出了相应的F-N曲线,提出了瓦楞纸板结构疲劳损伤数学模型;得出了经历一定次数的疲劳振动后,瓦楞纸板结构的疲劳剩余强度的变化趋势及范围,分析了发生变化的原因,给出了疲劳剩余强度的修正模型;讨论了Miner准则对于瓦楞纸板结构多级应力疲劳损伤试验的适用性,并探讨了加载顺序对疲劳寿命的影响。     

单向层合板拉-拉及压-压疲劳加载材料退化模型

以刚度退化为基础,并结合正则化疲劳寿命预测方法,推导建立了单层板疲劳累积损伤过程剩余刚度退化模型,同时给出了剩余强度退化模型.本文退化模型适用于拉-拉及压-压疲劳加载任意应力水平和应力比下的单层板疲劳寿命预测,所建立的剩余刚度退化模型显著减少为获得模型参数所必需的试验件数量,经济性好.最后,通过试验研究,建立了材料T300/BMP-316单向层合板疲劳加载各主方向剩余刚度退化表达式、剩余强度退化表达式及疲劳寿命表达式,为层合板结构疲劳损伤分析提供了有力依据.     

基于全场等效损伤测试的累积损伤模型

在固定的一组循环数下，对其中每一预定循环数进行不同应力水平的疲劳试验，并测出材料的韧性变化率，以此为损伤变量得到该组循环数下损伤量与交变应力水平关系的曲线族。该曲线族可以转换成相同损伤量下交变应力与循环数关系的等效损伤线族，通过对三种材料等效损伤线族测试和分析，给出损伤线族方程表达式，由此得到的累积损伤模型可以计算复杂加载下材料的剩余寿命，多级加载实验结果与测试值较好符合。     

超长寿命疲劳破坏行为的可靠性研究

为了进行超长寿命疲劳破坏行为的可靠性研究,对GCr15钢超长寿命疲劳S-N试验数据进行了统计评估,采用Bansqun模型描述了其S-N曲线关系,建立了其概率S-N曲线模型,并采用SEV方法和Murakami方程分别预测了钢中最大夹杂尺寸和其相对应的疲劳强度。结果表明:其超长寿命疲劳S-N数据能较好地服从三参数威布尔分布,其概率S-N曲线形式都呈现持续下降的趋势;在验证了最大夹杂尺寸服从Gumbel分布的基础上,SEV方法预测的最大夹杂尺寸随着钢体积的增大而线性增加,Murakami方程预测的结果揭示了其概率S-N曲线呈现持续下降的原因。