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相似文献
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1.
基于动态响应有限元模拟的点焊接头疲劳寿命预测   总被引:6,自引:1,他引:5  
利用三维有限元模拟和动态响应试验对点焊接头疲劳裂纹萌生和扩展特性进行了研究。利用所模拟的裂纹长度和固有频率的关系,定义了点焊疲劳裂纹扩展的三个阶段。根据所定义的裂纹萌生阶段的定义,利用局部应力应变法预测了点焊接头的疲劳裂纹萌生寿命。结果表明,所预测的疲劳萌生寿命与试验结果相吻合。  相似文献   

2.
针对传统Paris疲劳裂纹扩展模型预测精度低、无法考虑裂纹扩展过程中各种不确定因素影响的问题,提出一种基于非线性预测滤波算法的疲劳裂纹扩展预测方法。使用基于Paris公式的状态空间方程表征裂纹扩展过程,采用基于Lamb波的监测技术构建观测空间方程,利用实时观测信息修正模型预测值。最后通过Q235钢试件的单边疲劳裂纹扩展实验验证了该预测方法的有效性。实验结果表明,非线性预测滤波算法在疲劳裂纹扩展预测中可以有效地修正Paris公式的预测误差,其预测精度高于扩展卡尔曼滤波和粒子滤波算法的预测精度,同时算法效率较粒子滤波算法有明显提高。  相似文献   

3.
表面疲劳裂纹扩展的三维效应   总被引:2,自引:0,他引:2  
沈海军  郭万林  李海军 《机械强度》2003,25(2):200-203,221
以拉伸圆杆为例,阐述表面疲劳裂纹扩展中的三维效应及其特点,利用最新的三维断裂力学成果给出一种考虑表面疲劳裂纹扩展三维效应的具体方法,通过该方法可以得到考虑三维应力状态的材料da/dN-ΔKeff曲线,以20CrMo钢为例,处理获得20CrMo材料的da/dN-ΔKeff基线,以此对圆杆表面疲劳裂纹的扩展进行预测分析,分析结果表明,使用该方法以及来自标准穿透裂纹试件的材料da/dN-ΔK数据可准确地预测圆杆表面疲劳裂纹的扩展寿命,该方法还可用于其他复杂结构的疲劳裂纹扩展分析。  相似文献   

4.
涡轮盘合金氧化-疲劳裂纹扩展机理和寿命预测研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
航空发动机涡轮盘在其服役过程中往往在高温燃气环境下承受热载荷和机械载荷共同作用,最终因疲劳、蠕变以及氧化的交互作用而失效.随着高推重比航空发动机的发展和涡轮前温度的提高,氧化损伤对涡轮盘表面疲劳裂纹扩展的影响愈加显著,往往可使疲劳裂纹扩散速率提高1~2个数量级.综述氧化损伤对涡轮盘用高温合金疲劳裂纹扩展的影响以及疲劳裂纹尖端氧化损伤机理,分析裂纹尖端疲劳损伤、氧化损伤和动态脆化影响裂纹扩展的竞争机制,梳理考虑氧化损伤效应的疲劳裂纹扩展模型和数值模拟方法,对实现氧化-疲劳载荷作用下裂纹扩展速率的准确预测所还需开展的工作进行展望,以期有助于促进航空发动机涡轮盘损伤容限设计方法和工具的发展.  相似文献   

5.
针对转辙机动作杆在锻造和热处理过程中存在裂纹影响转辙机使用寿命,应用损伤力学结合有限元分析方法,选定Paris公式法计算得出了转辙机动作杆在不同初始裂纹时疲劳裂纹扩展寿命,应用灰色系统理论建立GM(1,1)灰微分方程,根据实验数据计算确定模型的辨识参数,对转辙机动作杆疲劳裂纹寿命进行预测,与实验实测数据进行对比,结果表明应用灰色系统理论对辙机动作杆寿命预测简便可行,精度高,具有很好的应用推广价值.  相似文献   

6.
结构疲劳全寿命可分为裂纹萌生和裂纹扩展两个阶段,裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命的预测通常分开进行,很少有理论能将两者合二为一。结合CHABOCHE提出的非线性损伤理论,对Paris公式进行修正,将其扩展至全寿命阶段;建立损伤累积与裂纹长度关系模型,分析分级加载对损伤累积的影响。计算结果表明,提出的Chaboche-Paris全寿命模型对无初始裂纹结构的寿命预测结果与其S-N疲劳试验数据结果一致,对具有宏观可见裂纹结构的寿命预测结果与Paris公式计算结果一致,验证提出的全寿命模型在全寿命预测和裂纹扩展寿命预测两个阶段的可用性和正确性;分级加载时,Chaboche-Paris模型可以体现出加载顺序对疲劳损伤累积的影响,当外载为低-高加载时,循环比之和大于1,当外载为高-低加载时,循环比之和小于1,与试验结果吻合。  相似文献   

7.
基于有限元法和Jiang-Sehitoglu循环塑性本构模型,动态模拟单个过载峰作用下裂纹扩展中的裂纹闭合行为。提取不同加载工况下的裂纹闭合和张开载荷,并考察不同工况和不同裂纹长度对裂纹闭合和张开载荷的影响。根据详细的裂纹闭合分析结果,研究单个拉伸过载下疲劳裂纹在不同阶段的扩展行为与裂纹闭合的对应关系,认为过载后裂纹闭合行为的改变是引起裂纹扩展行为改变的主要机理。根据有限元分析结果,提出一种改进的等效应力强度因子范围的计算方法,将其作为疲劳裂纹在整个扩展过程中的驱动力。拟合出单个过载峰作用下16MnR材料的裂纹扩展速率的预测公式,并将预测结果与试验结果进行对比,结果吻合。  相似文献   

8.
结合物理模型与灰色理论,提出行星轮系齿根疲劳裂纹故障预测的新思路.针对直升机主传动系统中的2k-H行星轮系,建立太阳轮齿根疲劳裂纹损伤的物理基模型,通过仿真获得不同损伤严重度的振动仿真信号.选择并计算仿真信号的故障特征矢量,并以此作为损伤特征的标准模式,对待检信号特征矢量与标准模式进行灰色关联度分析,根据关联度对裂纹进行定量检测.结合物理模型仿真信号对灰色预测模型进行修正,使之具有更好的疲劳裂纹故障预测能力.对试验中的疲劳裂纹进行定量检测和故障预测.试验数据验证了本方法对行星轮系太阳轮疲劳裂纹的定量检测和故障预测能力.  相似文献   

9.
为准确获取铸造E级钢材料的断裂力学参数,并研究该材料的裂纹扩展规律和影响因素,开展了铸造E级钢CT试样的疲劳裂纹扩展试验,并将材料的裂纹扩展速率采用Paris公式进行表征;以CT试样裂纹扩展计算模型为例,采用M积分数值方法计算了5组试样疲劳裂纹扩展长度与载荷循环周期结果,仿真与试验相对误差在10%以内,具有较好的一致性.通过进一步对比分析试验与仿真的误差原因,载荷幅值为主要误差要素,初始裂纹位置、扩展速率参数、裂纹长度参量影响较小,从而为复杂结构三维疲劳裂纹扩展规律的预测提供参考.  相似文献   

10.
本文主要讨论了弹簧疲劳强度、疲劳寿命及其影响因素。疲劳断裂是疲劳裂纹萌生、扩展的必然结果,疲劳寿命一般包括疲劳裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命两部分,最后导致断裂。从断裂力学和da/dN-△K方程来预测弹簧的疲劳寿命,重点分析了弹簧生产过程中的损伤容限,最后提出了一些延寿技术措施。  相似文献   

11.
预测腐蚀疲劳寿命的概率方法   总被引:3,自引:0,他引:3  
在建立航空发动机铝合金构件点状腐蚀和腐蚀疲劳裂纹扩展模型的基础上,将铝合金叶片的机械腐蚀特性和由环境诱导的电化学行为看作是随机量或随机过程,提出腐蚀疲劳寿命预测的概率方法,利用重要随机变量的累积分布函数,估算寿命累积分布函数,预测腐蚀疲劳寿命。  相似文献   

12.
基于临界面法的缺口件多轴疲劳寿命预测   总被引:3,自引:0,他引:3  
尚德广  王大康  李明 《机械强度》2003,25(2):212-214
基于多轴损伤临界面原理,根据多轴疲劳损伤和裂纹萌生与扩展的特点,在所建立的统一型多轴疲劳损伤模型的基础上,进一步推广应用到缺口件的多轴疲劳寿命预测中,经多轴疲劳试验验证表明,所建立的多轴疲劳损伤模型可以较好地预测比例与非比例加载下缺口件的多轴疲劳寿命。  相似文献   

13.
针对应力比对疲劳裂纹扩展及门槛值的影响,依据裂纹闭合与裂纹扩展驱动力机制的统一思想,阐述了Zhu-Xuan模型与Kwofie-Zhu模型的建立过程,并基于25Cr2Ni2MoV转子钢焊接接头的疲劳裂纹扩展试验数据对模型进行验证。结果表明,两种模型在近门槛值区和Paris区均有良好的预测效果,其中Zhu-Xuan模型形式简单,对CrMoV钢具有普适性,预测门槛值的误差在10%以内,而Kwofie-Zhu模型预测结果更准确,但应用过程涉及参数求解,过程较复杂。研究认为,裂纹闭合与扩展驱动力机制的统一模型描述疲劳裂纹扩展行为的应力比相关性是合理可行的,且具有较好精度。  相似文献   

14.
基于疲劳短裂纹行为的疲劳寿命估算方法   总被引:8,自引:1,他引:7  
在疲劳短裂纹形成和扩展行为基础上,提出了一种疲劳寿命估算方法。计算结果表明,该方法具有满意的预测精度。  相似文献   

15.
基于剪切形式的多轴疲劳寿命预测模型   总被引:8,自引:3,他引:5  
尚德广  王德俊 《机械强度》1999,21(2):141-144
在多轴损伤临界面的基础上,结合多轴疲劳损伤和裂纹萌生与扩展的特点,提出了一种剪切形式的多轴疲劳损伤参量,该参量不含有材料常数,进而建立了一种新的多轴疲劳寿命预测模型,经多轴疲劳试验验证表明,所建立的寿命预测模型可同时适用于多轴比例与非比例循环加载。  相似文献   

16.
利用断裂力学理论建立高速铁路钢轨剩余寿命的预测模型;首先对特定线路上钢轨的动载弯曲应力、温度应力、残余应力进行计算,然后利用预测模型估算高速钢轨的疲劳剩余寿命,分析钢轨材料、列车速度系数、钢轨基础弹性系数对钢轨剩余寿命的影响。结果表明:相同营运条件下,U71Mn钢轨剩余寿命比PD3钢轨长;钢轨剩余寿命随列车速度系数的增加而降低,随钢轨基础弹性系数的增长而延长。  相似文献   

17.
一种新的机电设备状态趋势智能混合预测模型   总被引:7,自引:2,他引:5  
针对机电设备运行状态受多因素影响,变化趋势复杂,难以用单一预测方法进行有效预测的问题,提出一种新的基于改进灰色系统一支持向量机一神经模糊系统的智能混合预测模型。该模型首先利用改进灰色系统弱化数据序列波动性、支持向量机处理小样本和模糊神经系统处理非线性模糊信息的优点,分别进行趋势预测,然后通过改进遗传算法对这三者的预测结果进行自适应加权组合。将该模型应用于信号随机波动性较强、趋势变化复杂的标准算例和某机组振动趋势的预测中,研究结果表明,该模型的预测性能均优于上述三种单一预测方法。  相似文献   

18.
Tire belt separation failure is occurred by internal cracks generated in #1 and #2 belt layers and by its growth. And belt failure seriously affects tire endurance. Therefore, to improve the tire endurance, it is necessary to analyze tire crack growth behavior and predict fatigue life. Generally, the prediction of tire endurance is performed by the experimental method using tire test machine. But it takes much cost and time to perform experiment. In this paper, to predict tire fatigue life, we applied deterministic fracture mechanics approach, based on finite element analysis. Also, probabilistic analysis method based on statistics using Monte Carlo simulation is presented. Above mentioned two methods include a global-local finite element analysis to provide the detail necessary to model explicitly an internal crack and calculate the J-integral for tire life prediction.  相似文献   

19.
通过二维弹塑性有限元计算得到Ⅰ型静态裂纹在常幅疲劳载荷下裂纹尖端塑性应变能,进而获得裂纹尖端塑性应变能和应力强度因子幅值的非线性关系;根据能量平衡概念,建立了裂纹扩展速率与裂纹尖端塑性应变能的关系。由此得到一种基于裂纹尖端塑性应变能的疲劳裂纹扩展寿命预测模型,利用该模型预测了中心裂纹平板的疲劳裂纹扩展寿命,预测结果与试验值吻合得很好。  相似文献   

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