载荷形式对疲劳寿命预测方法的影响

用力学分析方法解析了多种载荷条件下试件断面上各点应力分布规律,并根据这个分布规律由现有的大量旋转弯曲疲劳寿命实验数据推算同样材料的其他载荷形式下的疲劳寿命。同时,在旋转弯曲载荷条件下,通过建立试件表面应力应变与名义应力应变关系式,如何得出在单向拉压圆形试件名义与应力与旋转弯曲圆形试件表面应力相等时,通过试件断面上的应力梯度值和材料的静拉伸强度值,可以简便地预测出材料任何尺寸大小、一定应力水平下的疲     

拉—拉变幅循环加载下15MnVN钢切口件的疲劳寿命估算

用拉－拉变幅循环加载下１５ＭｎＶＮ钢发口件的疲劳实验进一步验证作者已提出的变幅载荷下给定存活率的疲劳寿命的估算模型。结果表明，对于１５ＭｎＶＮ钢这类没有超载效应的金属切口件，在旋转弯曲恒幅疲劳试验确定了试件恒幅载荷下的Ｐ－Δσｅｑｖ－Ｎ曲线以后，亦可根据Ｍｉｎｅｒ定则计算其在拉－拉变幅循环加载下具有给定存活率的疲劳寿命或累积损伤值，并给出了定量表达式。     

复杂应力状态下高温高强度铝合金LD8热疲劳特性的研究

利用带缺口试件进行了同相和异相热疲劳试验，并借助轴对称热疲劳力学行为的有限元数值分析程序，计算和分析了缺口处的复杂应力和应变，探讨用当量应变范围和当量塑性应变能密度评价热疲劳寿命的可能性。结果表明，在一定加载范围内，当量应变范围和当量塑性应变能密度都可以作为评价复杂应力状态下热疲劳寿命的有效力学参量，而且不受试件形状和尺寸的影响。     

(Ⅰ+Ⅲ)复合型疲劳裂纹扩展研究

采用斜裂纹矩形梁四点弯曲试件对低合金转子钢在(Ⅰ+Ⅲ)复合型加载条件下裂纹的起始扩展特点、疲劳门槛限以及裂纹扩展行为作了研究,对所得到的规律进行了分析和讨论,并与(Ⅰ+Ⅱ)复合型疲劳裂纹扩展特点作了比较。     

碳纤维树脂基复合材料三点弯曲超高周疲劳实验研究

开展了碳纤维树脂基复合材料三点弯曲超高周疲劳实验,对比了无冷却、间断加载、压缩冷空气及液氮四种冷却方式,并利用红外热像仪对试件的温度进行监控,研究了碳纤维树脂基复合材料在超声频加载下的热效应。结果表明:碳纤维树脂基复合材料在超声频加载时会产生明显的温升现象,并对其弯曲模量及谐振频率产生较大影响,严重时甚至会出现试件烧蚀现象;采用液氮冷却可保证试件在超声加载过程中温度不超过其玻璃态转化温度;当应力循环次数超过10~7时试件在超高周范围仍会发生疲劳破坏,破坏形式包括分层、基体开裂两种。     

平面弯曲载荷作用下试件断面形状对疲劳寿命预测的影响

试图应用力－应变幅值关系式预测材料在平面弯曲负载条件下,不同断面形状试件的疲劳寿命。该关系式σ＝１．７３σｂεｐ＾０．１６为循环轴向拉压碳素结构钢的经验关系式。由于平面弯曲负载下试件断面存在应力梯度,而拉压负载时试件断面无应力梯度变化,两负载下相同试件断面有相同的表面真应力σＲ,用力学方法可以推导平面弯曲负载条件下不同断面形状试件表面真应力σＲ和名义应力σ的关系,并换算出该名义应力同试件表面应变的     

比例与非比例加载下多轴疲劳断口分析

利用扫描电镜对多轴比例和非比例加载下的薄壁管多轴疲劳试样的断口表面进行扫描观测分析。根据试件不同加载路径下的疲劳断口观测结果，研究多轴疲劳裂纹萌生及扩展机理。结果分析表明，比例加载下疲劳断口形式与单轴情况相似，具有Ⅰ型疲劳条纹特征。非比例加载下断口形式主要表现为Ⅰ型与Ⅱ型混合型断口特征。结合多轴非比例加载下的宏观力学条件，在微观机理方面探讨多轴非比例循环下的附加强化机制。     

一种超声深滚与滚光一体化抗疲劳制造技术

采用一种超声深滚与滚光一体化的抗疲劳制造技术对钛合金疲劳试件进行表面强化处理。对经处理和未经处理的疲劳试件进行旋转弯曲疲劳试验。对疲劳试验后的试件断口进行扫描电镜观察分析。结果表明,超声深滚强化可以大幅提高钛合金试件的疲劳强度。强化后的试件表面形成一个组织致密层,起到抑制疲劳裂纹萌生和扩展的作用。对疲劳条纹的对比分析表明,超声深滚处理后的试件断口疲劳条纹明显细密化。     

焊接结构件疲劳寿命试验方法比较研究

以某现役高速列车车体局部结构为研究对象,应用有限元软件建立对应于试验条件下受试试件的静力学模型,计算得到不同加载形式下构件危险部位的应力分布;在实验室中,对取自相同焊接部位的不同形式的试件(板试样和T型试样)分别进行单轴拉伸疲劳和弯曲疲劳寿命测试,获得各自的寿命分布及其特征统计量。对比两种试样危险部位的应力分布和试验数据可知:在两种不同形式的试件、两种不同加载方式的试验中,合理选择加载参数,可以得到相近的失效部位和应力-寿命参数。     

考虑热点应力梯度的焊接接头疲劳评定

研究热点应力梯度对焊接接头疲劳评定的影响.基于Taylor的临界距离理论并结合有限元计算得到十字接头与T形接头的疲劳切口系数,预测主板受拉压和弯曲加载时的疲劳强度差异,与试验结果吻合.将板状焊接接头的热点应力分解为膜应力与弯曲应力,当量化其中的弯曲应力成分以考虑应力梯度的影响,由此定义有效热点应力.十字接头与直角角接接头的分析结果表明,由有效热点应力表述的疲劳切口系数与接头类型以及加载方式基本无关,主板的厚度效应预测可由现有的幂律型关系给出.对多组焊接结构的疲劳数据进行重新分析,结果表明,以有效热点应力作为控制应力时,可望用一条S-N曲线表述不同加载方式下多种焊接结构的疲劳数据,且离散度减小.     

多轴疲劳裂纹扩展行为研究

利用扫描电镜对多轴比例和非比例加载下的疲劳试样的断口面和外表面进行扫描观测分析。根据薄壁管拉一扭复合加载试件断口附近表面观测结果，统计其裂纹扩展的位向，研究多轴疲劳裂纹萌生及扩展机理。研究表明，多轴疲劳裂纹主要是沿最大剪切平面或垂直于管形试样的轴线方向扩展。在多轴比例加载条件下，裂纹分布的分散性较小。在非比例加载条件下，随着相位差的增大，分散性增大。     

硬齿面齿轮弯曲疲劳极限试验分析

通过试验得出试验齿轮的弯曲疲劳极限是一种确定齿轮极限应力的可靠方法,采用Locati疲劳极限快速测定法,对相同参数的硬齿面齿轮试件分别做了脉动加载弯曲疲劳试验和负荷运转试验,应用MATLAB对实验数据进行了分析,绘制了两种试验方法下的损伤积累模拟曲线,并对结果进行了分析。     

交变法向载荷作用下2024铝合金的微动疲劳试验研究

针对法向交变载荷作用下的2024铝合金微动疲劳失效问题开展了试验研究。设计了可施加交变法向载荷与远端载荷的双轴加载微动疲劳试验系统。通过Abaqus有限元分析，对试验台法向加载装置进行分析计算，考察了法向加载时力传导误差与微动垫摆角对试验精度的影响，验证了试验机加载的精度。进而研究了在交变法向载荷作用下，0°、45°、90°三种不同相位差对2024铝合金疲劳寿命的影响。试验结果表明，随着相位差的增加，2024铝合金试件的寿命逐渐增加。通过对磨损状态的分析发现，0°与45°相位差下，磨损的影响较小，寿命随着相位差的增大而增长；90°相位差时磨损较为严重，在磨损与疲劳损伤的共同作用下，90°相位差状态下试件的疲劳寿命进一步增加。试件微动疲劳寿命在交变法向载荷作用下的整体趋势为：随着相位差的增加寿命延长，随着相位差的增加，磨损增加。     

恒幅载荷16MnR钢疲劳裂纹扩展统计特性分析

通过21个紧凑拉伸试件的疲劳试验，进行16MnR钢疲劳裂纹扩展统计特性研究。研究给定裂纹尺寸条件下疲劳寿命的分布规律，给定寿命条件下裂纹尺寸的分布规律，给定裂纹尺寸下疲劳裂纹扩展速率的分布规律；为16MnR钢疲劳可靠性评估提供基础数据。     

关于齿轮单齿脉动弯曲疲劳试验中的几个问题

介绍了国内外齿根弯曲疲劳试验的方法,并就单齿脉动加载试验中的若干问题进行了讨论,例如确保齿向载荷均布、跨齿数和加载点位置的确定、加载频率的问题,脉动加载循环系数以及计算中用到的齿形系数、应力集中系数以及齿根表面状况系数等问题做了解释和探讨。     

齿轮疲劳特性小样本试验统计分析方法

利用STRONl603型电磁谐振疲劳试验机,采用双齿脉动加载法,对38Si Mn Mo调质齿轮试件进行了弯曲疲劳试验,在短寿命区采用4级恒定应力水平成组试验法,在长寿命区采用应力升降法,获得了齿轮弯曲疲劳寿命。对试验数据采用Monte-Carlo模拟法估计分位秩,再利用回归法得到了不同应力水平下的三参数威布尔分布参数及应力-寿命曲线,这套方法将为齿轮的弯曲疲劳试验数据的整理提供真实可靠的基础。     

电磁谐振式疲劳试验系统恒载荷控制方法研究

为研究电磁谐振式弯曲疲劳试验中试件的裂纹扩展对谐振系统振动特性的影响,利用有限元软件Abaqus对系统进行了不同裂纹尺寸下的模态和强迫振动分析。根据多种裂纹尺寸条件下的分析结果,建立了试件裂纹尺寸、摆臂加速度、试件应力水平之间的关系。讨论了为实现系统恒载荷控制,在试验过程中对激振力的大小进行调整的必要性,提供了以振动加速度为参考对激励电流的幅值进行调整来进行恒载荷控制的方法。     

多轴随机应变加载下铝合金缺口件有限元分析及寿命预测

在应变控制下对7075-T7451铝合金实心棒带U型环状缺口试件进行拉—扭比例、非比例恒幅和随机加载疲劳试验。查明名义剪切应力最大值与轴向应力最大值的下降规律,并用两者最先开始下降时的循环数比值来评估裂纹萌生寿命。利用弹塑性有限元法分析不同加载条件下试件缺口根部的循环应力、应变响应。基于有限元计算得到的应力、应变结果,采用拉伸型多轴疲劳损伤模型预测随机加载条件下缺口试件的疲劳裂纹萌生寿命,计算结果与试验得到的寿命比较吻合。     

疲劳试验中的超载和中断时间问题

疲劳试验中的超载和中断时间都会改变原试件的疲劳寿命。一次或少量的超载能使疲劳寿命增长。而对于旋转弯曲疲劳,周期性的超载往往使疲劳寿命明显降低,中断时间总使疲劳强度提高。在做多级加载和程序加载试验时,很容易在无意中引入超载和中断时间的影响。为减少其影响,针对常用的旋转疲劳试验机,本文介绍一种缓冲辅助加载机构。这种机构原理简单、加工容易、操作简便,能给试验带来方便,并能满足一般试验要求。     

LY12CZ铝合金缺口试件在谱载下的疲劳

进行了LY12CZ铝合金缺口试件常幅加载和战斗机宽带随机加载疲劳试验。分别用确定性方法和疲劳谱分析方法估算宽带随机载荷下的疲劳寿命。在确定性方法中比较了峰值计数法、穿零峰值计数法、雨流计数法的差别。在疲劳谱分析方法中比较了窄带累积频次与宽带累积频次法的差别。