起重机焊接箱形梁的疲劳试验

通过常幅及变幅疲劳试验，得出焊接箱形梁的疲劳强度Ｐ－Ｓ－Ｎ曲线方程及给定寿命下疲劳强度分布，论证变幅与常幅疲劳试验的相互关系；试验中取得了焊接箱形梁疲劳破坏殂纹的扩展历程数据并分析断裂的机理。     

桥式起重机焊接箱形梁的疲劳试验

作通过常幅疲劳试验，得到了焊接箱形梁的疲劳强度Ｐ－Ｓ－Ｎ曲线和曲线方程：以及给定寿命下疲劳强度的分布；进行了变幅疲劳试验，根据得到的Ｐ－Ｓ－Ｎ曲线论证变幅与常幅疲劳试验的相互关系；在试验过程中，收集了焊接箱形梁疲劳破坏裂纹的扩展历程数据，探讨了断裂的机理。     

焊接构件疲劳可靠度的计算

依据焊接构件疲劳裂纹扩展存在临界速率的事实,建立变幅应力,等幅应力和给定裂纹长度时构件疲劳可靠度的计算公式。并用桥式起重机焊接箱形梁的疲劳试验数据,对给定裂纹长度时构件疲劳可靠度的计算公式进行验算,结果表明,该公式较好地反映了焊接箱形梁的可靠度和裂纹长度以及应和幅之间的关系,为已存在裂纹的焊接箱形梁的降额使用提供了理论依据。     

桥式起重机箱形主梁的疲劳性能

带横隔板的箱形构件是目前桥式起重机广泛采用的一种承重结构,是一个承受随机加载交变应力的焊接构件。当前,国外有关箱形梁的抗疲劳试验研究资料不多,立足于国内起重机械行业焊接技术水平的疲劳试验则更少。本试验的研究目的有如下几点:1.研究正轨,半偏机,全偏机三种箱形梁在常幅循环应力作用下的疲劳强度差别。2.提出箱形梁实测     

变幅载荷下超声冲击处理焊接接头的疲劳行为

为研究变幅载荷作用下超声冲击处理焊接接头的疲劳行为,采用非承载纵向角接接头进行了Q235B及16Mn钢原始焊态与超声冲击处理态的对比疲劳试验。试验结果表明：①在变幅载荷作用下,Q235B超声冲击处理试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高69%左右,疲劳寿命延长5.7～19.0倍。②在变幅载荷作用下,16Mn超声冲击处理试件与原始焊态试件相比,疲劳强度提高80%左右,疲劳寿命延长2.5～17.0倍。③在变幅载荷作用下,超声冲击处理焊接接头与原始焊态试件的疲劳性能均有所下降：Q235B超声冲击处理焊接接头的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的1/3,原始焊态的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的70%;16Mn超声冲击处理焊接接头的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的1/3,原始焊态的疲劳寿命约为恒幅载荷作用时的75%。④超声冲击处理焊接接头在承受强烈的变幅载荷时依然具有很高的疲劳强度。     

基于等效裂纹法的桥(门)式起重机箱形梁疲劳寿命估算

针对起重机箱形梁结构及其受力情况复杂的特点,提出了一种以疲劳试验数据为基础的等效裂纹法来估算疲劳寿命。疲劳试验数据能够很好反映结构疲劳危险处的应力集中影响。箱形梁疲劳危险点处的应力集中影响可以大概等效为一未焊接平板上具有一等效裂纹,并用Paris公式计算等效裂纹的扩展寿命。通过将该方法的估算结果与文献中的疲劳试验结果进行对比分析,文中方法对于常幅载荷作用下的疲劳寿命估算是有效可行的,而对于变幅载荷作用下的疲劳寿命估算还有待进一步研究。     

存在裂纹缺陷的焊接箱形梁的可靠度计算

依据焊接构件疲劳裂纹扩展存在临界速率的事实,对给定裂纹长度下焊接缺陷梁的疲劳可靠度计算方法进行了研究.并运用蒙特卡洛方法,结合桥式起重机焊接箱形梁的疲劳试验统计数据,对给定裂纹长度时缺陷梁的可靠度的计算方法进行验算.结果表明,该研究方法较好地反映了焊接箱形梁的可靠度和裂纹长度及应力幅之间的关系,为已存在缺陷的焊接箱形梁的可靠度计算提供了理论依据.     

低碳低合金钢的变幅疲劳寿命估算

分别用15MnVN钢旋转弯曲试样和经过锤击后的16Mn钢对焊接头，试验研究了带存活率的变幅疲劳寿命估算方法。结果表明，在同一应力水平下，所用试样的常幅疲劳寿命服从对数正态分布。本文首先给出了以当量应力幅表示的疲劳寿命表达式，以及带存活率的疲劳寿命表达式，并进一步给出了带存活率的变幅疲劳寿命估算方法和估算结果。最后通过变幅疲劳寿命试验结果进行了验证，表明本文的估算结果是精确的。     

基于断裂损伤和C++的起重机箱形梁寿命预估系统研究

针对起重机箱形梁张开型疲劳裂纹,结合断裂力学经典的Pairs裂纹扩展公式和损伤力学的Miner连续损伤理论,推导出恒幅载荷与变幅载荷作用下,疲劳裂纹扩展公式及寿命预估公式;借助Visual C++强大的编程功能,将推导出剩余寿命公式程序化,开发出起重机箱形梁剩余寿命智能化评估软件,可成功快速地评估出箱形梁的剩余寿命。     

激光焊接对TC4钛合金静强度与疲劳性能的影响

采用静拉伸与等幅疲劳试验,对TC4钛合金母材试样和激光焊接(聚焦焊后进行散焦焊接)试样的静强度和疲劳寿命进行了对比研究,得到了两种试样的静强度、中值疲劳寿命S-N曲线和95%可靠度下的安全寿命P-S-N曲线,并获得了两种试样在指定疲劳寿命106次循环下所对应的中值疲劳强度和安全疲劳强度。结果表明:与母材试样相比,激光焊接试样的静强度虽然有所提高,但疲劳寿命或疲劳强度却大幅降低。     

Torsional fretting fatigue strength of a shrink-fitted shaft with a grooved hub

Fretting causes considerable reduction in the fatigue strength of a shrink-fit assembly and failures through fretting are as numerous as failures from normal fatigue. The purpose of this investigation was to determine the effect of contact pressure and slip amplitude on the fatigue limit, and a favourable value for overhang of hub and fillet radius with constant diameter ratio, at which fretting failure can be avoided and the maximum normal fatigue strength will be obtained. The torsional fatigue strength of shrink-fitted shaft couplings was estimated by tests performed by varying the overhang of the hub, the fillet radius of the shaft and the contact pressure of the shrink-fitted assembly. Press-fitting of the hub overhanging the shoulder was used to increase the contact pressure. The tests were performed using a grooved hub. These experiments showed that fretting was reduced with an increase in contact pressure, because the slip amplitude decreased. The shaft was fractured just inside the end of the fit by fretting fatigue with low contact pressure, but if the contact pressure was very high, the shaft fractured at the fillet by normal fatigue. The fretting fatigue limit at a constant diameter ratio increases with an increase in the fillet radius, and reaches its maximum value at a certain radius using the grooved hub.     

估算谱载下疲劳裂纹起始寿命的等寿命法

提出了一种新的估算谱载下疲劳裂纹起始寿命的方法，即等寿命法。该算法主要依赖于等幅试验结果，简便实用；同时能够反映变幅疲劳的基本特性。试验评估结果表明，该方法的预测能力明显优于当量损伤等其他十三种方法。     

V型切口对06Cr19Ni10钢低周疲劳寿命的影响

当应力比R=-1时,对称恒幅循环载荷控制下,对切口试件进行轴向拉压疲劳试验,得到不同切口深度和切口角度时试件的疲劳寿命,在双对数坐标上确定S—N曲线,并拟合出指数表达式。从试验结果可以看出,当切口深度一定时,试件寿命随着应力的加大而减小;切口越深,试件的寿命越小,试件寿命减小的速度随着应力幅的增大而减小;切口角度在30°～60°时,其对试件寿命无影响。     

服从正态分布随机载荷作用下齿轮弯曲疲劳试验研究

根据齿轮传动过程中普遍承受的高斯分布载荷谱,编制了试验用随机变幅疲劳载荷谱,在MTS电液伺服疲劳试验机上利用成组试验方法完成了该随机载荷作用下全寿命齿轮弯曲疲劳试验,得到了特定变差系数高斯分布载荷谱下齿轮弯曲强度的R-S-N曲线。试验结果证明,随机变幅疲劳试验得出的轮齿疲劳寿命低于由疲劳载荷上限值取为载荷谱均值的恒载荷疲劳试验得出的疲劳寿命,因此,如果采用后者的试验结果去估算实际服役中的齿轮的弯曲疲劳寿命是非常危险的。对随机载荷下的齿轮设计的疲劳极限的理论值进行了预测,并与试验结果进行了比较。结果表明,理论分析结果与试验结果基本相符。     

金属低周疲劳过程热力学熵特征分析及寿命预测模型

选取Q235钢试样开展低周疲劳试验,通过改变加载幅值、加载频率等条件,研究分析了低周疲劳过程热力学熵产率与累积熵产变化特征。结果表明,熵产率随加载幅值的增大而升高且在同一载荷下熵产率近似恒定。低周疲劳过程中热力学熵的累积是一个准线性累加过程。试样最终疲劳断裂熵随加载幅值的增大而减小,与加载频率无明显关系。在此基础上建立了基于热力学熵的金属低周疲劳寿命预测模型,该模型可用于金属构件疲劳损伤的实时评估。     

汽车台架耐久性试验与道路试验相关性探讨

在汽车耐久性试验中,等幅试验是最快速、最简单的方法,而应用路谱的随机加载试验是最复杂的方法。本文应用局部应力一应变法、雨流统计、Neuber法则等损伤原则计算了某车型前鼓包处随机和等幅疲劳试验结果与汽车试验场之间的关系。计算结论：应用等幅试验和适当的疲劳分析也可以给出很有价值的结果。     

高频谐振载荷作用下Ⅰ型疲劳裂纹尖端力学参数变化规律

为研究高频谐振式疲劳裂纹扩展试验中带有Ⅰ型预制裂纹的紧凑拉伸(CT)试件裂纹尖端力学参数的变化规律,利用动态有限元方法,采用ANSYS和MATLAB软件编写程序,计算了CT试件在高频恒幅正弦交变载荷作用下,在一个应力循环及裂纹扩展到不同长度时裂纹尖端区域的位移、应变场及裂纹尖端的应力强度因子,并分析了其变化规律。在计算裂纹尖端应力强度因子时,首先采用静态有限元方法和理论公式验证了有限元建模和计算的正确性,然后采用动态有限元方法研究了裂纹扩展过程中裂纹尖端应力强度因子的变化规律。最后进行了高频谐振式疲劳裂纹扩展试验,采用动态高精度应变仪测量了裂纹扩展到不同阶段时裂纹尖端点的应变,并对有限元计算结果进行了验证。研究结果表明：在稳态裂纹扩展阶段,高频谐振载荷作用下Ⅰ型疲劳裂纹尖端位移、应变及应力强度因子均为与载荷同一形式的交变量;随着裂纹的扩展,Ⅰ型疲劳裂纹尖端的位移、应变及应力强度因子幅不断增大;静态应力强度因子有限元计算值和理论值的误差为2.51%,裂纹尖端点应变有限元计算结果和试验结果最大误差为2.93% 。     

结构强度对低载强化特性影响的初步研究

为了研究结构强度对低载强化特性的影响，对未经过工艺强化的低强度前轴和经过工艺强化的高强度齿轮分别进行了低载强化试验。通过对试验数据的处理，得到了两种结构弯曲疲劳强度的S-N曲线、弯曲疲劳强度和疲劳寿命与强化载荷、强化次数之间的数学关系，以及经过低载强化后弯曲疲劳强度和疲劳寿命提高的最大幅度。随着结构强度的提高，弯曲疲劳强度的提高幅度呈下降趋势，但疲劳寿命的提高幅度呈上升趋势。从宏观和微观上初步分析了结构强度对低载强化特性影响的原因。     

基于损伤容限设计的疲劳裂纹扩展寿命估算

从损伤容限设计概念出发,以断裂力学理论为基础,在承认零构件内具有初始缺陷的基础上,应用著名的Par-is裂纹扩展速率公式,以对1020冷轧薄钢板在承受单轴恒幅循环载荷下的寿命次数的估算为例,介绍了一种简单实用的疲劳寿命估算方法,从而为技术人员在进行含裂纹件的疲劳裂纹扩展寿命计算中提供一定的理论依据。