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相似文献
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1.
疲劳裂纹工程评定方法的新进展   总被引:4,自引:0,他引:4  
林晓斌 《压力容器》1996,(3):241-248
本文首先简单回顾了一些评定疲劳裂纹的工程方法,随后主要介绍了一种新的应用三维有限元直接模拟疲劳裂纹扩展方法的研究进展;最后着重描述了本文作者最近发展的,能自动模拟面形疲劳裂纹形状扩展的计算软件DUCK的基本原理及一些技术细节,并给出了一些裂纹在疲劳载荷作用下形状扩展的数值模拟结果。  相似文献   

2.
疲劳裂纹的萌生以及扩展对于零构件的安全使用存在着巨大的潜在隐患,对于广大从事材料研发工作的技术人员来说,掌握疲劳裂纹扩展的基本规律,了解国内外疲劳裂纹扩展的最新研究进展是非常必要的。本文概括了疲劳裂纹在近门槛扩展阶段和高速扩展阶段(Paris区)的扩展规律,总结了近年来国内外学者在这2个扩展阶段的最新研究进展,结合近年来飞速发展的计算机技术,概述了计算机模拟技术在疲劳裂纹扩展研究领域中的广泛应用。  相似文献   

3.
马君蓓  张钦淏 《机械传动》2021,45(10):132-136
为了研究20CrMnTi齿轮钢的疲劳裂纹扩展问题,首先,将材料20CrMnTi制成紧凑拉伸试样,在疲劳拉伸试验机上进行载荷比R=0.3的疲劳裂纹扩展试验;然后,应用数值模拟软件Abaqus对疲劳裂纹扩展过程进行数值模拟.结果表明,数值模拟结果和试验结果具有相同的变化趋势,二者的差别在误差允许范围内;数值模拟方法能够很好地描述紧凑拉伸试样疲劳裂纹扩展过程.为20CrMnTi齿轮钢疲劳裂纹扩展过程及疲劳寿命的研究提供了一种有效的试验和模拟分析方法.  相似文献   

4.
通过高压气瓶母材、焊缝和热影响区的疲劳裂纹扩展实验 ,研究了高压气瓶的断裂薄弱环节以及薄弱环节的疲劳裂纹扩展速率 ,并用蒙特卡罗法模拟疲劳裂纹扩展速率的分散性 ,给出了疲劳裂纹扩展速率及其分布区间。  相似文献   

5.
采用直流电压降法测试了F690超高强钢在模拟海水中的疲劳裂纹扩展速率,研究了应力比(0.1,0.2,0.3)和加载频率(0.15,0.30,0.60 Hz)对疲劳裂纹扩展行为的影响;采用基于能量释放率Paris法则的扩展有限元方法对腐蚀疲劳过程进行了模拟,并与试验结果进行对比.结果表明:F690钢在模拟海水中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率随着应力比或频率的增大而减小;腐蚀疲劳断裂形式为穿晶断裂,且随着频率增加,二次裂纹的宽度变小;模拟得到F690钢的腐蚀疲劳裂纹扩展长度与试验结果相吻合,相对误差小于0.6%,说明采用该扩展有限元方法可有效模拟和预测F690钢的腐蚀疲劳裂纹扩展行为.  相似文献   

6.
16MnR钢在不同应力比下的疲劳裂纹扩展的试验研究及模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用3.8 mm厚带有圆形缺口的CT试样,研究了16MnR钢在不同应力比的恒幅循环载荷作用下的疲劳裂纹扩展。开发了一种基于疲劳损伤的方法来模拟疲劳裂纹扩展速率。将16MnR钢的循环塑性本构模型通过用户材料子程序UMAT嵌入到ABAQUS中。把有限元计算得到的疲劳裂纹尖端附近区域的弹塑性循环应力应变结果,代入到疲劳损伤模型中,得到每个加载循环在裂尖各点产生的疲劳损伤值。通过疲劳损伤准则,导出疲劳裂纹稳定扩展速率的计算公式。疲劳裂纹扩展试验验证了模拟结果。实验结果和模拟结果都表明,该试样厚度下,应力比对裂纹扩展速率几乎没有影响。  相似文献   

7.
为提高结构振动疲劳分析的精度,提出一种呼吸式裂纹梁的振动疲劳裂纹扩展耦合分析方法。分析过程中,采用双线性弹簧描述呼吸式裂纹,广义的Forman方程模拟疲劳裂纹扩展;运用Galerkin法把裂纹梁简化为单自由度系统,振动分析与疲劳裂纹扩展计算交替进行,并考虑了振动疲劳裂纹扩展耦合行为。结果表明,对于含裂纹结构的振动疲劳裂纹扩展,采用呼吸式裂纹可以更客观地描述振动过程和裂纹扩展现象;激励频率和阻尼效应对疲劳寿命具有重要影响,尤其对共振疲劳裂纹扩展而言,阻尼效应特别明显。  相似文献   

8.
在交变载荷的作用下,压力容器中存在的微小裂纹很容易导致疲劳破坏。针对引起疲劳破坏的影响因素、疲劳裂纹扩展形式及规律进行了研究,依据国内外数值模拟的研究现状,探讨和总结了近年来用于数值模拟疲劳裂纹扩展的基本理论、基本方法等。  相似文献   

9.
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   

10.
基于循环J积分的压力容器疲劳寿命预测的数值模拟   总被引:3,自引:0,他引:3  
开发出一种基于三维弹塑性循环J积分(△J)的压力容器疲劳寿命预测的数值模拟技术.对1台含内壁纵向表面裂纹的实物压力容器进行有限元数值模拟计算和试验测试,结果显示:初始椭圆形表面裂纹在疲劳扩展过程中形状逐渐趋圆并保持圆形继续扩展.裂纹疲劳扩展过程是一个非等速的扩展过程,扩展速度呈现越来越快的趋势.基于△J的疲劳寿命预测的数值模拟结果较之基于应力强度因子幅△K的结果具有更高的精度,满足工程要求.该技术对于在役含缺陷压力容器的疲劳寿命预测具有重要的应用价值.  相似文献   

11.
采用弹塑性有限元方法,对恒幅及不同超载比的单峰超载作用下的裂纹扩展进行有限元模拟.通过模拟得到的裂纹扩展过程中裂尖塑性区及应力(残余应力)场分析产生裂纹闭合的原因以及对裂纹扩展的影响.结果表明,从残余应力角度分析裂纹扩展是可行的,为建立基于残余应力的裂纹扩展模型提供分析基础.  相似文献   

12.
Fatigue crack growth for various cracks in both unnotched and notched round bars is directly modelled by using an automated numerical technique, which calculates the stress intensity factors at a set of points on the crack front through the three-dimensional finite element method and then applies an appropriate fatigue crack growth law to this set of points to obtain a new crack front. This technique also has the capability of automatic remeshing so that the crack propagation can conveniently be followed. The crack geometries modelled in the present paper include a small internal crack near the free boundary and several initially part-elliptical or irregular surface cracks in a smooth round bar under tension, a surface crack in different semi-circularly notched bars under both tension and bending, a surface crack initiated from the root of a V-notched bar and an initially twin crack configuration within a smooth tension bar. Some fatigue growth characteristics relevant to each type of cracks are also revealed. It is demonstrated that the fatigue growth analyses of various cracks commonly occurring in bars can reliably be made by using the automated finite element technique proposed.  相似文献   

13.
In this article, a UIC60 rail with accurate geometry is studied by employing the finite element method. For this purpose, a three-dimensional elastic-plastic finite element model is conducted using model. In addition, the stress distribution of wheel-rail operation is acquired, and its effects on fatigue life are specified by damage mechanic methods. In the finite element model, the displacements and stress intensity factors (SIFs) are computed on the crack near the leading edge to calculate crack propagation trajectories and crack growth rate. The modified Paris model is used to estimate fatigue crack growth rates.  相似文献   

14.
提升机主轴疲劳仿真研究   总被引:5,自引:1,他引:4  
介绍了基于有限元分析结果进行疲劳分析的基本理论,思路及方法,运用ANSYS程序对假定无缺陷和含横向裂纹KJ型双筒提升机主轴进行有限元数值模拟,得到交变应力最大部位,预测了提升机主轴疲劳裂纹萌生寿命和裂纹扩展阶段的疲劳寿命。并得到不同裂纹深度的主轴疲劳寿命。  相似文献   

15.
随机因素对疲劳裂纹扩展分散性影响的探讨   总被引:4,自引:2,他引:2  
薛红军  吕国志 《机械强度》2001,23(1):35-37,84
采用概率有限元和可靠性分析相结合的方法,将影响裂纹扩展的主要随机因素作为随机变量处理,研究裂纹扩展失效概率的计算问题。文中采用梯度投影方法,对各种主要随机因素作为随机变量时用于失效概率计算的可靠性指标进行了计算,在此基础上用一阶可靠性方法计算了疲劳裂纹扩展的失效概率。  相似文献   

16.
To predict fatigue crack initiation and fatigue crack growth lives in cold expanded double shear lap joints a numerical method has been employed. The total estimated fatigue lives were compared with available experimental fatigue test results for plain hole and cold expanded hole specimens of Al 2024-T3 in double shear lap joints. Three-dimensional finite element simulations have been performed in order to obtain the created residual stresses field due to cold expansion and subsequent far field longitudinal loading in the double shear lap joint. The obtained stress and strain distributions from the finite element analyses were employed to predict stress concentration factors to calculate fatigue crack initiation and fatigue crack growth lives using AFGROW computer code. The predicted fatigue lives demonstrate that there is a good agreement between the proposed method and experimental fatigue test results.  相似文献   

17.
An elastic-plastic finite element analysis is performed to investigate detailed closure behavior of fatigue cracks and the numerical results are compared with experimental results. The finite element analysis performed under plane stress using 4-node isoparametric elements can predict fatigue crack closure behavior. The mesh of constant element size along crack surface can not predict the opening level of fatigue crack. The crack opening level for the constant mesh size increases linearly from initial crack growth. The crack opening level for variable mesh size, is almost flat after crack tip has passed the monotonic plastic zone. The prediction of crack opening level using the variable mesh size proportioning the reversed plastic zone size with the opening stress intensity factors presents a good agreement with the experimental data regardless of stress ratios.  相似文献   

18.
针对石油行业柱塞泵螺纹长期服役后容易产生疲劳失效,且至今尚没有好的检测方法对其进行检测。应用磁记忆检测技术对其进行检测,并对不同裂纹处磁场进行有限元仿真分析,提出了柱塞泵螺纹的磁记忆检测方法,研究了不同缺陷处磁记忆信号特征。分析结果表明,磁记忆检测技术是检测柱塞泵螺纹缺陷的有效方法,通过磁记忆信号能对缺陷类型进行区分。  相似文献   

19.
薛玉君  程先华  黄文振 《机械强度》2001,23(3):365-368,292
综述了近年来国外应用断裂力学和有限元法研究疲劳磨损的进展和现状。主要评述了以线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学理论为基础,借助于有限元法分析疲劳裂纹的萌生、裂纹的扩展方向和扩展速率,以及疲劳磨损机理的热一机械耦合应力分析方法,目前疲劳磨损的研究主要集中于应用断裂力学建立恰当的磨损模型,用有限元法进行参数定量计算和疲劳裂纹行为的数值模拟,但关键问题在于确定合理的有限元分析模型,最后探讨了今后研究的方向。  相似文献   

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