基于刚度衰减下的桁架系統的疲劳可靠性分析

在疲劳载荷作用下，元件物理性能的衰减过程是十分复杂的，而由元件组成的结构系统不是一个简单的拓扑结构，其物理性能在疲劳载荷作用下的变化更为复杂。为了定量分析结构系统在不同寿命期内的刚度可靠性，建立起结构物理性能衰减的精确公式是至关重要的。本文从损伤力学角度出发，结合断裂力学中理论断裂强度公式，利用应变等效性假设，基于剩余强度衰减模型，推导出弹性模量衰减公式，从而给出了疲劳载荷作用下系统刚度的可靠性衰减公式。最后，结合杆元桁架系统刚度矩阵，推导出桁架系统节点位移在不同使用寿命期的计算公式，进而求出系统刚度的疲劳可靠性指标。     

外载荷作用下法兰环和螺栓强度模糊可靠性分析

法兰联结系统使用非常广泛的.将法兰联结系统作为一个整体,在外载作用下法兰联结系统受力与变形分析的基础上,对法兰环和螺栓的强度模糊可靠性进行了研究.算例的计算结果表明,本文的分析方法是有效的.     

冲击载荷作用下机构强度可靠性研究

针对冲击载荷作用高应变率材料性能的变化,采用塑性分析与设计的方法,对强度特征值进行了深入研究,得出了初步的结论。以某火箭导弹发射系统插拔机构为应用实例,得出了计算结果,分析了强度可靠性。此例的成功应用,为武器装备冲击载荷下机构强度可靠性的计算提供了重要参考依据。     

弯曲疲劳载荷下曲轴剩余强度的简化试验模型

剩余强度模型在描述试件的动态疲劳行为方面是一种比较切合实际的方法。但对于曲轴这一类结构较复杂的构件,进行常规的剩余强度试验往往比较困难,为此提出了一种基于简化模型的动态信息跟踪方法的剩余强度试验研究方法。该模型建立在对谐振式弯曲疲劳试验台的振动分析和试件疲劳裂纹扩展的断裂力学分析之上。为探讨这种模型的可行性,根据韧性材料曲轴疲劳裂纹发展的特点,建立了简化量化关系并给出了量化分析的实例。     

动载荷作用下延性材料的孔洞增长和成核

对材料中微孔洞增长和成核的研究是从细观上分析金属层裂现象的重要手段.与以往分析只考虑塑性变形不同的是本文采用JC经验本构模型,分析了在动载荷作用下孔洞变形(弹性变形、弹塑性变形以及塑性变形)情况下的孔洞增长,给出了其数值计算的方程,同时分析了缓慢加载时外载荷与孔洞增长之间的关系,以及材料失效时外载荷与孔洞初始几何尺寸之间的关系,最后分析了材料中的成核现象.     

随机载荷作用下自行火炮扭カ轴疲劳可靠性分析与仿真

建立了自行火炮虚拟样机，仿真获得了各典型工况下扭力轴的扭矩载荷时间历程。通过有限元分析、计数统计和合成扩展，获得了扭力轴花键根部最危险部位的全寿命里程二维疲劳应力设计谱。考虑了几何尺寸和疲劳强度影响因素的随机性，利用Monte-Carlo抽样和3-6-1 BP网络仿真了疲劳横向应力的概率密度函数，并获得了扭力轴的p-Sa-Sm-N曲面方程。研究了疲劳横向随机性和纵向随机性的本质区别和计算方法，结合修正二维概率(MTP) Miner准则理论，对扭力轴进行了疲劳可靠性分析。建议扭力轴的大修周期为12 000 km.     

中、长疲劳寿命的累积损伤

该文根据坦克传动箱体的载荷特性,推导出了适用于中、长寿命估算的疲劳累积损伤公式,并用此公式及传动箱体的实测应力谱估算了传动箱体的寿命和可靠性,结果比以往常用的累积损伤公式准确。     

基于修正Corten-Dolan模型的机体结构延寿方法研究

针对机体延寿工作的复杂性,从疲劳损伤积累的角度研究机体结构的延寿方法。利用剩余强度衰减退化修正的Corten-Dolan模型计算机体结构疲劳关键件的疲劳损伤累积量,推导了载荷服从正态分布时的疲劳可靠度和k级载荷下剩余疲劳寿命估算公式。根据疲劳损伤的积累量,将疲劳寿命折算成日历寿命。提出机体结构延寿分析流程并进行案例分析,寿命加速实验结果表明各关键件均达到延寿要求,说明该方法具有一定的参考价值。     

基于耗散能原理的冲击损伤与疲劳损伤耦合分析

对液体橡胶基混凝土(LRBC)材料进行了压缩疲劳和冲击循环交叠加载,测量了弹性模量随着加载试验的变化情况。考虑到累积耗散能对于疲劳损伤可以看成是一个独立的因素,采用耗散能的累积定义损伤,对加载过程中的冲击损伤和疲劳损伤进行了耦合分析。结果表明:冲击损伤和疲劳损伤是相互耦合的;冲击损伤对疲劳损伤的扩展产生了明显影响。     

固体推进剂药柱在振动载荷作用下的结构完整性分析

采用有限元法对固体推进剂药柱在不同振动载荷作用下的应力、应变和位移场进行三维线性粘弹性分析,得出了药柱在横向、轴向、横向和轴向耦合3种载荷作用情况下的变形结果,并将结果进行了对比,对比结果显示：载荷耦合作用效果是横向和轴向载荷单独作用效果的叠加.通过数值模拟,为固体火箭发动机的结构可靠性设计提供参考.     

基于等效载荷的零件可靠性分析

研究了考虑强度退化时零件可靠度与载荷作用次数和时间的关系。当强度退化时,传统的载荷-强度干涉模型不能用于计算随机载荷多次作用时的可靠度。考虑载荷对零件造成的损伤,提出了基于等效载荷的可靠度计算模型。当载荷历程为泊松过程时,在强度为载荷作用次数和载荷大小的函数的前提下,得到时变可靠度计算模型。此外,当零件同时承受工作载荷和来自工作环境的载荷时,建立了多个载荷作用下的零件时变可靠度计算模型。数值算例表明,强度退化对于可靠性评估有着重要的影响。提出的模型适用于计算考虑强度退化时的可靠性变化规律。     

基于神经网络的结构疲劳可靠性优化设计

研究了人工神经网络在结构疲劳可靠性分析和结构优化设计中的应用。结构的疲劳寿命与各影响因素之间呈高度的非线性关系,或隐函数关系,传统的结构可靠度分析方法计算困难。采用神经网络响应面法模拟结构的极限状态函数及其偏导数,从而进行疲劳可靠性分析,在此基础上采用神经网络法对结构进行疲劳可靠性优化设计,通过算例说明其适用性及可行性。     

随机空间梁板结构系统静强度可靠性分析

基于结构系统静强度可靠性分析理论和随机有限元方法,针对随机空间梁板结构系统进行了可靠性分析,给出了安全余量及其对各变量敏度的显性表达式,这样便于计算各安全余量之间的相关性、提高计算精度、改善空间梁板结构系统可靠性的计算方法。最后结合算例说明该方法的应用,算例表明该方法可行,有效。     

冲击载荷作用下抽筒子疲劳寿命预测与试验验证

在火炮发射过程中,抽筒子在冲击载荷作用下,经常产生疲劳断裂。为了实现有针对性的预防性维修,提出了一种冲击载荷作用下基于协同仿真技术的不规则零部件疲劳寿命预测方法。基于Pro/E和ADAMS建立了火炮射击过程的虚拟样机,并从定性和定量两个方面进行验证,仿真得到抽筒过程中抽筒子的载荷谱。结合有限元分析,计算抽筒子在静应力下的强度和寿命。在仿真载荷谱和有限元静应力分析的基础上,结合材料的S-N曲线,建立了抽筒子疲劳损伤与寿命预测模型,得到其危险部位的最小寿命。为了验证疲劳寿命预测模型的有效性,设计了由撞击试验台、传感器和信号测试分析系统组成的抽筒子疲劳寿命验证试验装置,根据抽筒过程和仿真载荷谱,合理确定撞击高度。试验结果验证了所建立的疲劳寿命预测模型的可信性。     

机械零部件的动态可靠性分析

传统的零部件可靠性模型不能很好地反映变幅随机载荷和强度退化对可靠性的影响,忽略了可靠度和失效率随使用时间的变化规律。运用顺序统计理论和随机过程建立了考虑变幅随机载荷和强度退化下机械零件的动态可靠性功能方程模型,利用二阶矩和摄动方法求出可靠性指标并计算出动态可靠度。研究了机械零件强度、载荷、可靠度和失效率随时间的变化规律,给出了可靠度和失效率随使用时间变化的动态过程曲线。实例计算结果表明：建立的功能方程模型符合实际工况,得到的动态过程曲线对零部件试验时间和可靠性寿命的确定具有一定的指导意义。     

基于降维可视化技术的结构可靠性灵敏度分析

针对多维隐式结构可靠性问题,应用降维可视化技术进行可靠性灵敏度分析。基于iHLRF法求解设计点,根据模型计算精度确定有限差分步长。用一条直线将平面分为安全域和失效域两部分,通过计算直线初始位置附近数据点对应的响应量,来调整并确定直线的最终位置,根据直线上方数据点提供的信息计算可靠性灵敏度。提出的可靠性灵敏度分析方法的准确性不受维度以及非线性的影响,且效率较高。最后计算了两个结构系统的可靠度及各个变量的可靠性灵敏度,为结构设计提供了理论依据。算例表明了文中所给出的计算公式的正确性和有效性。