疲劳寿命的灰色建模研究

运用灰色系统的理论及方法，将疲劳与寿命的相互制约关系看成一个灰色系统，将疲劳试验的应力水平均均分成5级，并找出与之对应的安全寿命的白化值。通过对安全寿命值数列的一次累加，生成一个光滑离散函数。据此建立灰色系统模型GM（1，1），并求解灰色系统的微分方程。通过残差模型GM（1，1）的修正，提高模型精工，再运用灰色系统模型GM（1，1）的还原模型，可计算出任一应力水平下的安全寿命值。     

灰色模型在疲劳寿命预测中的应用

疲劳寿命预测的问题是疲劳研究中的重要课题。影响疲劳寿命的因素多且复杂,利用灰色理论方法进行疲劳寿命预测,提出了非等间距GM(1,1)模型和中心逼近式GM(1,1)模型两种预测疲劳寿命的方法。通过对实验数据进行分析和整理,然后建立微分方程,利用MATLAB软件计算得到灰色预测值。与实验数据值进行比较,得出结果表明灰色模型方法具有很高的预测精度,证明灰色理论是一种简单可行的、可靠的分析方法。     

疲劳寿命的灰色逐步优化直接建模方法研究

本文运用灰色系统理论及方法，将疲劳应力与寿命的相互制约关系看成是灰色系统，在GM(1，1)建模思想的基础上提出了一种基于直接建模的逐步优化的建模方法，它通过优化背景值与差商调节系数来估计模型参数。应用该模型对疲劳试验数据处理进行了研究取得了令人满意的效果，为疲劳试验数据处理提供了科学而合理的新方法，值得推广使用。     

灰色GM(1,1)模型在齿轮疲劳寿命预测中的应用

在齿轮疲劳寿命预测中,需要大量的齿轮疲劳试验数据.运用灰色GM(1,1)模型预测疲劳试验数据,可以大幅度缩短试验时间,节约试验费用,快速获得齿轮可靠性指标.文中简要介绍了灰色GM(1,1)模型的原理,通过具体实例建立了齿轮疲劳寿命GM(1,1)模型.预测结果表明,将灰色系统理论用于齿轮的疲劳寿命试验数据预测是可行的,理论上为有效缩短齿轮疲劳寿命试验时间提供了一个快速有效的方法.     

基于不等间距灰色模型的疲劳寿命预测方法

运用不等间距灰色模型与传统Miner准则相结合的方法对结构件的疲劳寿命进行了预测。首先针对应力统计分级得出的相邻应力间距不相等的情况,构建了不等间距灰色模型,并用遗传算法优化不等间距灰色模型的背景值以保证模型的精度。其次运用不等间距灰色模型与Miner准则相结合,建立了疲劳寿命预测的灰色Miner方法。再次采用算例验证了不等间距灰色模型建模的精确性以及将不等间距灰色模型应用于疲劳寿命预测的合理性。最后将该方法应用到矿用自卸车A形架的疲劳寿命预测之中,不仅提高了A形架疲劳寿命的预测精度,而且证明了该方法对构件疲劳寿命预测的有效性。     

疲劳寿命预测不确定性参数研究

本文对疲劳寿命可靠度分析中的参数开展研究,针对影响裂纹扩展速率的各参数进行分类及分析,进行疲劳寿命灵敏度分析和参数分析,确定各个随机变量对疲劳寿命和参数分散性对可靠性的影响,从而简化和节省可靠性计算的工作量。因此,对裂纹扩展模型的参数进行灵敏分析,分析不确定性来源对裂纹疲劳可靠寿命的计算具有重要意义。     

基于灰色系统理论的转辙机动作杆疲劳裂纹扩展寿命预测

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。     

螺栓疲劳寿命预测

通过材料疲劳寿命方程回归、有限元计算,应用局部应力应变法,预测了螺栓试样疲劳寿命,螺栓试样疲劳试验验证了该方法的适用性及螺栓接触有限元计算结果的精确性.     

基于GM模型的刀具耐用度灰色预测

提出采用基于灰数 (GM)模型的灰色预测方法预测刀具耐用度 ,介绍了GM模型的灰色建模方法 ,并通过切削易切钢的刀具耐用度预测实例分析验证了该方法的可行性及预测精度     

基于模糊理论的疲劳寿命估算方法

对疲劳寿命估算中存在的模糊现象,引入模糊理论中的隶属函数来描述疲劳极限附近的应力对构件造成损伤的模糊性,提出了应力模糊带的概念,并根据疲劳极限与应力模糊带边界的位置关系,将模糊带类型分为安全型、经济型和兼顾型.算例证明,将模糊理论应用于疲劳寿命分析中可以大大提高疲劳寿命估算的精确度.     

基于K-S检验和动态灰色模型的机械设备剩余寿命预测方法

提出了一种基于K-S检验和动态灰色模型的机械设备剩余寿命预测方法。提出以Kolmogorov-Smirnov检验为基础的K-S距离作为描述机械设备退化状态的性能指标,通过退化指标序列动态训练灰色模型、更新模型参数,预测退化指标的变化趋势并确定到达设定失效阈值时的预测步数,以此计算机械设备的剩余使用寿命。最后通过轴承全寿命样本数据对其验证,并与传统的二次曲线拟合预测法和静态灰色模型预测法进行比较,结果表明所提出的方法更能有效地预测轴承的剩余寿命,具有较高的预测精度。     

基于灰色支持向量机的液压泵寿命预测方法

针对单方法所建液压泵寿命预测模型精度较低的缺陷,提出基于灰色理论和支持向量机的组合预测模型的液压泵寿命预测方法.该方法通过灰色累加生成操作对原始序列进行数据处理,以增强数据的规律性;运用最小最终误差预测准则确定嵌入维数,选择模型的参数;采用支持向量机进行预测,利用灰色累减生成操作还原数据,得到预测结果.选取液压油的光谱分析数据作为液压泵的寿命特征信息,采用该模型对液压泵进行寿命预测,并与灰色模型、单一支持向量机模型进行预测性能对比.结果表明,灰色支持向量机预测性能最优,精度达到99.37％,为液压泵性能评估和寿命预测提供一种更为有效的方法.     

基于焊缝品质参数区间模型的疲劳寿命预测方法

疲劳寿命预测中,焊缝品质参数如材料弹性模量E、疲劳强度系数σ′f和指数b、疲劳延性系数ε′f和指数c往往存在不确定性。运用随机-遗传算法对焊缝品质参数进行区间估计,并结合Manson-Coffin公式构建上述不确定因素的区间模型,提出了一种疲劳寿命区间预测方法。首先,在双轴疲劳试验机上进行了基于应变控制的焊接试件疲劳寿命试验。其次,针对疲劳寿命试验数据,运用随机-遗传算法构建了焊缝品质参数区间求解模型,并结合Manson-Coffin公式建立了疲劳寿命区间预测模型。最后通过模型预测数据与试验数据对比证实了预测模型的精确性以及考虑焊缝品质参数不确定性的合理性。     

基于损伤力学-临界面法预估多轴疲劳寿命

基于损伤力学理论建立的非线性疲劳寿命预估模型在多轴疲劳寿命预估中获得了广泛的应用,但该模型并未考虑损伤面发生的位置及其物理意义,将其与临界面法相结合提出一种新的多轴非线性疲劳寿命预估模型,新模型能够弥补现有的非线性疲劳寿命预估模型未考虑临界面物理意义的不足。新模型从损伤的角度来预估多轴疲劳寿命,不仅考虑了临界面上裂纹形成及扩展的物理意义、相位差对附加强化现象的影响,而且对非对称加载下的平均应变进行修正。新模型仅仅利用单轴疲劳试验数据以及单轴疲劳材料常数就可以预估出试样的多轴疲劳寿命,从而避免了代价高昂的多轴疲劳试验。采用45钢、316不锈钢、钛合金TC4三种材料的多轴疲劳试验数据对提出的模型进行评估和验证,对几种材料比例/非比例以及对称/非对称加载下的多轴疲劳寿命进行预估,预估结果与试验结果的误差都在5%以内,结果表明提出的多轴非线性疲劳寿命预估模型具有较高的预估精度。     

基于能量密度法预测微动疲劳寿命

通过接触界面的应力应变场和临界平面法计算了能量密度损伤参数,结合疲劳试验得到了能量密度损伤参数-寿命关系曲线中的材料常数,建立了LZ50钢微动疲劳寿命的预测公式。根据裂纹萌生寿命预测效果,将Chen损伤值作为裂纹萌生控制参数。分析了摩擦因数、微动桥半径、循环载荷和微动桥压力对LZ50车轴钢的Chen损伤值的影响,以及CRH2型动车组空心车轴裂纹萌生的位置及寿命。     

基于等效结构应力法的镁合金接头疲劳寿命预测

针对镁合金焊接结构疲劳强度评估方法不全面的问题,在等效结构应力法的研究基础上,提出了镁合金焊接接头疲劳寿命预测方法。基于 200 余个包含不同特征的镁合金接头疲劳试验数据,采用有限元数值模拟,计算试件接头焊趾处的等效结构应力。结合 ASME 标准中对曲线拟合的规范,进行镁合金接头寿命曲线拟合,得出了预测疲劳寿命的常系数 C d 和 h 。将拟合结果与铝材的疲劳寿命曲线进行对比,结果表明,镁合金接头在 1×10^7?次循环下的疲劳强度约为 31.6 MPa ,同等条件下约为铝材疲劳强度的 82% 。该镁合金接头疲劳寿命预测方法可用于评估镁合金结构疲劳强度是否满足轨道车辆车体结构使用需求。     

一种基于连续损伤力学的低周疲劳寿命预测模型

基于连续介质基本守恒定律和连续损伤力学,可将材料疲劳损伤造成的有效承载面积减小表示为平均应变的函数,在此基础上,按微裂纹阶段和疲劳裂纹阶段对材料低周疲劳的损伤演化进行了分析,并建立了一种低周疲劳寿命预测模型。对316L钢光滑试样进行420℃环境下应力控制的低周疲劳试验,采用上述方法进行损伤描述和寿命预测。结果表明微裂纹阶段是材料低周疲劳寿命消耗的主要阶段,采用各寿命段采样数据获得的寿命预测结果与试验结果较 符合。