一种用于结构疲劳可靠性分析的动态损伤干涉模型

借助于结构静强度设计中的应力——强度干涉模型,从引起结构疲劳破坏的根本原因——累积损伤出发。把抗疲劳结构在使用期间受到的累积损伤类比为“应力”,把结构在破坏时的临界损伤类比为“强度”,提出一种用于疲劳可靠性分析与计算的动态损伤干涉模型,即累积损伤——临界损伤——时间(DD_(?)T)模型。并通过实例作了计算,证明方法可用、结果合理。     

疲劳损伤累积理论的一种新表达方法

从疲劳损伤累积的Miner理论出发,定义了应力循环的一次循环的疲劳损伤量δ和零件的疲劳损伤累积强度K。据此二个定义,建立了一种疲劳损伤累积理论的新表达方法。在进行常规疲劳计算时,这个方法同Miner理论完全一样,但具有计算更方促的特点。在进行疲劳损伤累积可靠性计算时,可以很方便地进行等幅、变幅及随机变幅应力的疲劳损伤累积可靠性计算,解决了目前难于进行可靠度计算及可靠性寿命计算的问题。     

高速列车转向架构架损伤、等效应力及寿命分布特性研究

为分析高速列车转向架构架损伤、等效应力及寿命分布特性,对构架疲劳关键测点进行动应力线路实测并对测点实测时域数据波形进行解析;基于实测应力时间历程及雨流计数法编制二维应力谱,利用Goodman等寿命方程将二维应力谱等效转换为一维应力谱;阐述线性累积损伤及非线性累积损伤模型的建立方法并对实测数据的线性累积损伤及非线性累积损伤进行了计算及对比分析;分别基于线性累积损伤理论及非线性累积损伤理论推导出各理论下的等效应力,基于实测数据对两种等效应力进行了计算及对比分析;通过结合非线性累积损伤及线性累积损伤理论计算的等效应力及不同可靠度下的材料S-N曲线计算并对比分析构架结构的疲劳寿命。研究结果表明,与非线性疲劳分析理论相比,线性疲劳分析理论对高速列车转向架构架的疲劳特性评估偏于保守。     

疲劳累积损伤准则的一些新研究

文中证明,仅对材料疲劳裂纹萌生阶段,线性累积损伤准则成立,∑n_i/N_(ci)=1,而仅对疲劳裂纹扩展阶段,线性累积损伤准则成立,∑n_i/N_(pi)=1,也就是说,所谓“双线性累积损伤准则”成立。但是,对于疫劳全过程,线性累积损伤准则不能成立,∑n_i/N_(ft)≠1,对于高应力—低应力循环,∑n_i/N_(fi)<1,对于低应力—高应力循环,∑n_i/N_(fi)>1。为此,文中提出一种对于疲劳全过程的线性累积损伤准则的近似修正方法。其结果与实验数据相符。     

低于材料持久极限的应力循环对构件疲劳失效的影响

低于材料持久极限的应力循环对构件疲劳失效的影响杭州电子工业学院程帆一、前言疲劳损伤为构件交变应力下的主要失效形式。目前．对变幅交变应力作用下引起的构件疲劳失效的寿命估算．多采用。疲劳损伤线性累积理论”．其数学表达式一般写为：当上式成立时，构件疲劳失效...     

低合金钢微缺陷的裂纹萌生扩展规律

采用宏现与微观结合的方法以及大型疲劳试验机和光学显微镜研究了压力容器用钢16MnR在低周疲劳下微孔(φ 40～200μm)的裂纹萌生与扩展规律.结果表明:裂纹的萌生机制为滑移带启裂,由剪应力起主要作用,微观缺陷尺寸、应力水平对疲劳寿命有显著影响,当应力水平较低时,微孔尺寸对疲劳寿命的影响明显;当应力水平较高时(超过屈服强度),孔径对疲劳寿命的影响不敏感;在同一应力水平下,微缺陷尺寸d存在临界值dt,当d>dt时,疲劳寿命下降很多.     

基于中值累积损伤法的桥壳疲劳寿命预测

为了提高汽车桥壳的寿命预测精度和效率,在Workbench软件中对桥壳有限元模型进行应力和疲劳寿命分析,在一定恒幅载荷历程作用下运用"中值累积损伤-概率损伤临界值"干涉模型对某电动汽车驱动桥壳进行疲劳寿命预测仿真计算。在桥壳强度与刚度满足标准规定的条件下,应用干涉模型预测桥壳的疲劳寿命得到了较高的计算效率和准确度,验证了所提出桥壳疲劳寿命预测方法的有效性,对汽车桥壳等其他复杂结构的疲劳寿命预测有重要的参考价值。     

EJMA标准中疲劳损伤线性累积方法的模糊修正

本文对EJMA标准中计算膨胀节疲劳损伤的Miner线性累积假设存在的缺陷,应用模糊集合理论,建立起应力水平S和循环次数n的隶属度计算式,将各个循环应力对膨胀节疲劳损伤作用大小,按“相对海明(Hamming)距离”模糊排序,在此基础上,导出了较为完善的且实用的计算累积疲劳的模糊修正公式。本文方法对压力容器及管道其它零部件累积疲劳研究亦具参考意义。     

随机载荷循环作用下的机械结构疲劳寿命预测模型

基于名义应力法建立了随机载荷循环作用下的结构疲劳寿命预测模型。分析了结构所受循环载荷作用的不确定性特征,在以循环载荷作用次数为寿命度量指标框架下,运用概率加权法和线性Miner累积损伤法则,分别建立了疲劳寿命与应力之间关系分别服从指数函数和幂函数两种形式时,随机载荷循环作用下的结构疲劳寿命预测模型,并运用所建立的模型对某转动轴的疲劳寿命进行了预测研究。     

变幅应力作用下有限疲劳寿命的估算研究

首先对线性累积损伤理论作了简要说明,介绍了应用累积损伤理论对多向应力时有限寿命的起重机吊钩上端螺纹的疲劳寿命进行了估算,得出了吊钩在有限寿命内其设计是可行的,能够满足使用要求.     

随机载荷作用下微车车身结构疲劳寿命仿真分析

以微型车车身结构为研究对象,合理简化结构后建立车身有限元模型,确定载荷形式后,对车身进行静应力分析。以应力分析计算结果为基础,在动力学软件中计算获取车身承受的随机载荷,结合材料的S-N曲线和线性累积损伤理论,运用Goodman平均应力修正法,对车体进行全寿命疲劳分析,根据车身疲劳分析结果可知,该微型车车身结构疲劳寿命满足强度和疲劳性能要求。     

纤维环向缠绕复合材料气瓶冲击损伤容限研究

为研究纤维缠绕复合材料层CNG气瓶冲击后损伤容限问题,采用疲劳应变比率作为损伤变量,建立疲劳累积损伤模型;对气瓶缠绕层的冲击损伤剩余强度采用开孔等效计算方法,应用Nuismer—Whitney平均应力准则,关联疲劳累积损伤函数中的最大应力与拉伸载荷下的含孔层合板剩余强度的关系,建立适用于在疲劳载荷下的含孔层合板结构剩余强度的估算方法,用于复合材料CNG气瓶冲击剩余强度的预测。结果表明,文中提出的分析模型预测结果与专家提出的复合材料气瓶冲击损伤评定标准基本吻合。     

平稳随机应力环境下构件疲劳寿命计算

基于稳定循环应力下构件疲劳的α-N曲线及不稳定循环应力下的Palmgren-Miner疲劳线性累积法则,讨论了窄带平稳随机应力环境下构件疲劳寿命的计算方法,利用给定应力谱的随机应力作用下应力峰值的概率分布导出了累积疲劳的计算公式,并指明了其适用范围和应用意义。     

渐开线齿轮接触疲劳可靠度计算

渐开线齿轮的点蚀破坏是由于接触疲劳引起的。由于齿轮的工况多变，制造工艺水平有差别，影响接触疲劳应力与强度的因素多，本文用疲劳损伤强度和总疲劳损伤量两个随机变量描述疲劳失效随机事件，得出了用概率描述的累积损伤模型。     

基于线性疲劳累积损伤理论的直齿圆锥齿轮传动可靠度计算

线性疲劳累积损伤可靠性理论认为零部件的可靠度取决于抗疲劳损伤强度大于疲劳损伤量的概率,本文将此理论应用于直齿圆锥齿轮传动的可靠性设计,建立单级载荷谱工况下可靠度计算模型,通过分析和计算直齿圆锥齿轮设计算例,结果验证了基于线性疲劳累积损伤理论的可靠度计算模型在直齿圆锥齿轮传动可靠度计算中的可行性与合理性,为机械零部件的可靠性设计提供了理论依据。     

几种疲劳可靠性模型的分析与对比

研究疲劳可靠性的类型,对累积损伤可靠性模型、剩余强度可靠性模型和疲劳寿命可靠性模型进行研究和比较,得出一些结论:在线性的假设下,疲劳寿命可靠性模型和累积损伤可靠性模型的可靠度随循环周期的变化基本一致,具有工程应用参考价值;如果考虑疲劳失效的"突然死亡"特性,则可采用剩余强度可靠性模型。     

高-低加载下载荷幅值对疲劳寿命的影响

对拉剪电阻点焊试样进行了两级加载疲劳试验,试验中,第1组试件的2个载荷水平均在低周范围,第2组试件的一个载荷水平在低周范围,另一个在高周范围。结果表明,对于高-低加载,其存在过载延迟现象,并且在低-中高周疲劳的过程中,存在明显寿命增加的现象。利用线性损伤累积准则,分析了两级加载下的累积损伤规律和载荷幅值差异对于累积损伤的影响。     

一种轨道交通产品振动工装强度校核

介绍了一种用于轨道交通座椅产品振动试验的工装结构及其强度校核过程.通过模态分析获得了工装结构的低阶模态振型,基于振型叠加法进行了结构随机响应分析,计算了随机振动工况下工装结构中的RMises(均方根Mises)应力分布和最大值,由此确定了结构中的风险部位,并进一步获得了风险部位的应力响应功率谱密度(PSD)曲线.基于带宽特性分析,选择了一种窄带分析模型,计算了风险部位的应力幅值概率密度(PDF)分布曲线.结合线性损伤累积理论,计算了该工装结构在随机振动试验工况下单位时间内的累积疲劳损伤,并最终完成了使用寿命预测.分析结果为振动工装的强度设计提供了理论依据.     

有限加筋板宽度对应力强度因子的影响

基于线性累积损伤理论,分析了含裂纹损伤的加筋板加强筋宽度的不同对裂纹尖端应力强度因子的影响。然后根据分析得到裂纹尖端应力强度因子随加强筋宽度的变化规律。结果表明,随着加强筋宽度的增大,结构应力强度因子的下降幅度逐渐增大,当裂纹尖端离筋条越近时,这种现象越明显。     

用剩余疲劳损伤强度预测机械零件疲劳可靠度及寿命的方法

提出在缺乏零件工作载荷谱时，进行该零件疲劳可靠性计计算的方法。用使用过一段时间的零件进行疲劳试验。根据这些试验数据统计出剩余疲劳损伤强度，并利用剩余疲劳损伤强度确定该元件在已使用期内的累积疲劳损伤量。然后用疲劳累积损伤可靠性模型进行零件疲劳可靠性设计计算。