T形焊接接头根部裂纹应力强度因子研究

建立T形焊接接头根部裂纹的半椭圆裂纹模型,定义裂纹模型的构形参数以及边界条件,分析裂纹尖端的应力强度因子。采用奇异单元法,通过有限元计算,模拟裂纹尖端的应力奇异性。并通过收敛性检验确定裂纹尖端的单元尺寸。在此基础上,计算裂纹尖端量纲一应力强度因子,并分析其受几何参数影响的变化规律。计算结果表明,对于给定的载荷条件下,不同初始裂纹尺寸时,裂纹尖端的应力强度因子存在一定的规律性,且不同几何参数对应力强度因子的影响程度存在一定差异,因此,对焊接结构疲劳强度研究时需要有一定的侧重点。采用多重线性回归方法拟合仿真计算结果,这些结果为进一步研究T形焊接接头根部裂纹扩展和疲劳寿命预测提供参考。     

铸钢车轮材料在600℃～20℃循环温度幅下热疲劳断裂行为探讨

研究了铸钢车轮材料在循环温度幅600～20℃下的热疲劳断裂行为.研究发现,试样表面氧化较为严重,表面开裂加速了次表层裂纹的形核扩展.断口裂纹以沿晶为主,并有少量穿晶裂纹,表明高温蠕变对热疲劳试验过程有着相当的作用.同时,断口的破坏和表面的破坏起到了相互促进的作用.     

SiCp_A356复合材料制动盘应力场数值模拟与热疲劳寿命预测

以新型颗粒增强铝基复合材料(Sicp_A356)制动盘为研究对象,在试验研究SiCp_A356复合材料常、高温力学本构关系和低周疲劳寿命曲线的基础上,系统地对制动过程中SiCp_A356复合材料制动盘的瞬态温度场、应力应变场以及热疲劳寿命预测方法进行研究.运用热弹塑性有限元分析模型,进行制动盘的多线性随动强化热弹塑性应力应变场数值模拟,结合制动盘载荷特点给出制动盘的疲劳-蠕变损伤分析和寿命预测模型,为高速客车轻型制动盘的结构设计和工程应用提供了参考.     

高速列车制动盘瞬态温度和热应力分布仿真分析

制动盘的热疲劳损伤是当前列车安全制动的主要威胁。制动过程中的瞬态温度和热应力分布是热疲劳损伤研究的基础。通过建立制动盘无内热源的三维温度场分布的数学计算模型,采用热弹塑性有限元法,利用摩擦功率法计算温度场载荷,仿真不同制动工况下制动盘摩擦热负荷产生的温度场以及热应力分布。主要计算一次常用制动、一次紧急制动、三次紧急制动和一次坡道制动这4种制动工况。通过仿真分析发现,不同工况下制动盘面的温度变化有着相似的规律。制动开始阶段,随着强热流的不断输入,盘面在很短时间内迅速升温,很快达到峰值点。随后,盘体逐渐通过辐射和对流的方式散热,温度缓慢下降。相对紧急制动和常用制动的升温过程,坡道制动的升温显得缓慢一些。研究不同工况下制动盘温度和热应力的变化和分布规律,为高速列车复合材料制动盘的热疲劳性能评价提供依据。     

橡胶夹层/复合材料粘接界面疲劳裂纹扩展行为的研究

用 型加载下的双悬臂夹层梁试样 ,以应变能释放率为裂纹扩展参量 ,研究橡胶夹层 /复合材料粘接界面疲劳裂纹的扩展行为。结果表明 ,循环载荷下的裂纹扩展速率对试验频率、载荷比、温度及橡胶夹层厚度反映较敏感。     

估算谱载荷下疲劳寿命的累积破坏率法

提出一种新的估算谱载下疲劳寿命的方法,累积破坏率法。该广阔城对等幅度寿命统计分析的基础上,推导出任意应下下对数疲劳寿命的概率密度函数,从而利用累积破坏概率估算谱载下构件的疲劳寿命。本文利用１６Ｍｎ与车轮铸钢对该方法进行了验证,结果表明累积破坏概率法能较为准确地进行变幅疲劳寿命的可靠必骨较好的工程应用价值。     

高速列车制动盘SiCp／A356颗粒增强铝基复合材料的热疲劳性能研究

通过SiCp／A356颗粒增强复合材料切口试样在20℃-300℃循环下的热疲劳试验,获得热疲劳裂纹形成寿命与试样切口半径及厚度等几何尺寸的关系。采用热弹塑性有限元法模拟热疲劳试验中试样切口根部的应力．应变响应,进而揭示出残余应力形成机制。结合热疲劳试验的裂纹形成寿命与有限元模拟的应力．应变响应,建立起考虑平均应力影响的...     

半椭圆表面裂纹的有限元仿真

基于MSC Marc有限元软件,采用模块化有限元建模技术和接触技术仿真半椭圆表面裂纹(前缘曲线和节点),采用在裂纹前缘形成辐射状奇异单元网格的建模方法和接触技术来施加边界条件的方法,从而实现裂纹前缘奇异应力场和裂纹模型远场应力的模拟.     

侧架A区拐角的有限元分析

基于MSC Patran和MSC Nastran,通过子模型和变坐标系的有限元分析技术,对Z8A型侧架A区弯角(子模型)进行分析,获得侧架A区弯角的载荷特征.     

基于损伤容限的动车组车轴实测载荷谱等效应力评价

对高速列车进行线路实测,获得既有线和京津城际铁路上的时域载荷,通过雨流计数法车轴的弯曲应力谱子样。通过对车轴存在缺陷时的等效应力研究表明,对于同样的运行条件和应力谱,车轴表面是否存在缺陷时的等效应力不同。在不同的列车速度下,负载时车轴表面的动应力都大于空载情况。而在同样的线路条件下,速度对等效应力的影响不大。等效应力幅在不同的线路差别稍大,既有线等效应力幅比京津城际铁路上的值要高。计算得到车轴表面不同缺陷对应的S-N曲线参数和相应的疲劳极限,结果表明,光滑车轴的等效应力比车轴材料的疲劳极限低很多。当车轴表面有缺陷时,其等效应力大于等于疲劳极限。因此,有必要考虑外部运行环境和车轴表面状况,从而对车轴进行损伤容限设计。