用累积滞后能描述疲劳损伤

采用材料在疲劳过程中累积耗散的滞后能来定义疲劳累积损伤,可以克服现有疲劳累积损伤定义的局限,描述疲劳全过程中包括循环硬化(软化)在内的所有损伤变化情况,并能实时测量。建立了仅依赖于常规材料参数的疲劳累积损伤的解析算式和应变疲劳损伤演化方程,并用其对2024-T4铝合金的多级加载应变疲劳寿命进行估算,结果与实验数据符合较好。文中还对现有文献给出的应变疲劳实验数据进行了研究,结果表明,疲劳损伤累积的加载次序效应与材料的循环特性和疲劳寿命均有关。     

基于变幅应力作用下零件疲劳寿命估算研究

首先对零件的疲劳损伤累积理论作了简要说明，然后主要从疲劳损伤累积理论和能量法理论对零件进行了寿命估算分析，提出了在平面应力下，常用的疲劳寿命估算方法和以总应变能密度为考察对象揭示材料疲劳寿命的方法，接着应用疲劳损伤累积理论对起重机上的起吊钩的疲劳寿命进行了计算，得出了吊钩在有限寿命内其设计是可行的，能够满足要求。最后对如何获得零件的σ-N曲线来求疲劳寿命给出了多种实用方法，以快速对变幅应力作用下的零件疲劳寿命进行估算。     

局部应变法寿命估算中几种算法的对比研究

局部应变法是一种有效的疲劳寿命估算方法。然而,当采用的算法不同时,寿命估算结果往往差别很大。本文对局部法寿命估算中常用的四种组合算法进行系统地比较和分析,并结合国产某强击、机机翼主梁根部疲劳危险孔的寿命估算实例进行方法评价。计算和分析表明:瞬态循环σ—ε曲线和当量应变(ε_(eq))—寿命(N)曲线是局部法寿命估算中值得推荐的一种组合算法。     

压力容器受低周疲劳裂纹萌生寿命的可靠性分析

由于压力容器构件的不确定因素,造成了构件局部应力应变响应和疲劳寿命具有随机性。通过将循环迟滞回线,应变寿命曲线表示为概率曲线,并考虑累积损伤的随机性,反映了构件的不确定性。使用Taylor多项式计算局部应力应变的均值和方差,并求出构件疲劳萌生寿命的均值和方差。计算了一定可靠性下的疲劳萌生寿命,得出在一定使用寿命时,结构的可靠度曲线。算例表明,它在疲劳寿命的可靠性估计中的应用及其工程意义。     

倒装芯片封装结构中SnAgCu焊点热疲劳寿命预测方法研究

由于焊点区非协调变形导致的热疲劳失效是倒装芯片封装（包括无铅封装）结构的主要失效形式.到目前为止,仍无公认的焊点寿命和可靠性的评价方法.文中分别采用双指数和双曲正弦本构模型描述SnAgCu焊点的变形行为,通过有限元方法计算焊点累积蠕变应变和累积蠕变应变能密度,进而据此预测倒装芯片封装焊点的热疲劳寿命.通过实验验证,评价上述预测方法的可行性.结果表明,倒装芯片的寿命可由芯片角焊点的寿命表征;根据累积蠕变应变能密度预测的焊点热疲劳寿命比根据累积蠕变应变预测的焊点热疲劳寿命更接近实测数据;根据累积蠕变应变预测的热疲劳寿命比根据累积蠕变应变能密度预测的热疲劳寿命长;采用双指数本构模型时,预测的焊点热疲劳寿命也较长.     

非对称循环疲劳寿命研究及涡轮盘概率寿命分析

提出基于试棒非对称循环疲劳实验数据的发动机轮盘低周疲劳寿命可靠性分析方法.通过250℃恒温两种不同应变比下GH4133材料疲劳实验,得到应变疲劳寿命曲线.通过有限元数值模拟标准试棒寿命,说明用非对称循环应变寿命曲线估算结构寿命比对称循环应变寿命曲线估算更准确.最后采用所提方法计算分析某涡轮盘销钉孔边低周疲劳概率寿命,寿命数值计算结果与试验结果吻合良好.     

汽车铝合金轮毂抗疲劳设计研究

以14×6JJ铝合金汽车轮毂为研究对象,在载荷谱分析的基础上,运用具有较高寿命估算精度和安全性的累积损伤理论—修正Miner法则,进行轮毂变幅载荷下的疲劳强度评价和寿命估算。运用可靠度理论,对预测得到的轮毂寿命进行可靠度计算。结果表明,修正Miner法则对于预测汽车轮毂的疲劳寿命具有较高的可靠性。     

某型飞机机翼Ⅱ梁框疲劳寿命研究

某型飞机机翼Ⅱ梁框是重要的受力部件,必须准确估计疲劳寿命,以预防疲劳事故的发生。采用名义应力法和局部应变法两种方法及Miner累积损伤理论估计疲劳裂纹形成寿命;在随机载荷谱转化为等幅载荷谱的基础上通过Walker方程求得疲劳裂纹扩展寿命,从而估算出某型飞机机翼Ⅱ梁框的疲劳寿命。估算结果与试验结果吻合很好。     

介绍一种估算累积疲劳可靠度的新方法

基于应力—寿命概率模型,应用一阶可靠性技术提出一种估算累积疲劳可靠度的新方法。该法可同时考虑作用应力和疲劳寿命的分散性,比现有方法更合理、实用,且适应疲劳寿命的各种分布概率模型。     

基于局部应力应变场强法的结构声疲劳寿命估算

针对带有缺口薄壁结构的声疲劳寿命估算问题,研究了基于局部应力应变场强的缺口结构随机疲劳寿命估算方法。该方法能同时考虑局部应力应变梯度和多轴应力应变对疲劳损伤的影响。以薄壁开孔柱壳结构为对象,在声激振响应分析基础上,计算出孔边局部位置处的应变场强谱,并估算出疲劳寿命。对比分析表明,该方法对带有缺口薄壁结构声疲劳寿命估算具有可行性。     

磁悬浮列车走行机构关键部件DFR法疲劳寿命估算

将DFR法应用于磁悬浮列车走行机构的疲劳寿命估算中,从民机耐久性设计手册获得危险部位的DFR,结合Miner损伤累积准则,对磁悬浮列车走行机构的关键部件进行了疲劳寿命估算.估算结果表明,该部件满足磁悬浮列车的设计目标寿命.     

某车型横向稳定杆的疲劳可靠性分析

横向稳定杆能有效预防车辆的侧翻,对保证汽车安全行驶起着重要作用,因此估算稳定杆的疲劳寿命尤为必要.目前有限元分析已成为一种获得零部件力学特性的有效且可靠的方法,所以借助有限元软件,为横向稳定杆的疲劳寿命估算及寿命值的分布提供了技术支持.为此首先建立该种车型稳定杆的参数化模型,并对其进行疲劳寿命的估算并在此基础上进行疲劳可靠性分析,得到疲劳寿命的分布及累积概率密度函数曲线等.最后对照稳定杆疲劳试验的寿命要求对疲劳可靠性分析结果进行了分析.     

基于人工神经网络获取起重机当量载荷谱的疲劳剩余寿命估算方法

为实现在役起重机的疲劳剩余寿命估算,预防灾难性事故,确保起重机使用的安全性。针对起重机使用工况的高度随机性和不确定性,以通用桥式起重机为研究对象,首次通过大量的数据调研,采集不同额定起升载荷起重机在一个工作时段内对应不同起升载荷的工作循环次数簇,基于人工神经网络(Artificial neural network,ANN)技术获取预评估起重机的当量载荷谱。以Miner疲劳损伤累积理论、线弹性断裂力学理论和雨流计数法为理论基础,运用Paris-Eadogan方程,推导疲劳剩余寿命计算公式,以实现通用类桥式起重机疲劳剩余寿命估算。经实例验证:所提出的方法可快速获取该类型预评估疲劳剩余寿命起重机的当量载荷谱并估算其主梁的疲劳剩余寿命,大大节省起重机现场实测的烦琐过程和大量投入。与实测应力谱计算的疲劳剩余寿命相比具有较好的吻合性和实用性,说明应用本方法进行起重机的疲劳剩余寿命估算是可行和有效的。     

疲劳强度有限寿命设计的等效应力法

本文根据线性累积损伤法则,分别以应力—寿命曲线和应变—寿命曲线为依据,推导出了适用于复杂载荷情况下的疲劳强度设计公式以及寿命估算公式,并编写了计算机程序,可直接应用于机械零件的有限寿命设计。     

橡胶多轴疲劳研究进展

综述近年来国内外橡胶多轴疲劳研究的进展和现状,评述各种多轴疲劳寿命估算方法。等效应变法不能反映多轴载荷的作用,应变能密度法对于多轴疲劳预测结果较差,等效应力法不能真实反应材料在破坏面上的损伤累积及扩展,而开裂应变能密度及临界面法是较为有效的方法。     

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.     

车轮应变疲劳性能及损伤演变规律研究

通过试验分析了Φ９１５喂线车轮的低周疲劳行为，测定了循环稳定和单调拉伸应力－应变曲线，给出了应变－寿命及应力－寿命关系，讨论了循环软化、循环硬化特性，导出应变疲劳损伤演变方程和寿命估算方程。列表给出车轮钢的全部应变疲劳参数和与之对应的静态参数，可供设计选材、寿命估算时使用。     

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。     

齿轮弯曲疲劳寿命及可靠性分析研究

齿轮是传动系统中的关键部件,对其疲劳寿命及可靠性研究非常重要.采用了名义载荷法完成齿轮疲劳寿命的估算并对其可靠性进行研究.将齿轮材料属性定义为结构钢,给定齿轮工作载荷谱,并基于疲劳损伤理论Miner,完成时齿轮疲劳寿命的研究.     

疲劳损伤状态的模糊等效性试验研究

针对复杂载荷下以等效损伤假设为基础的材料疲劳寿命的估算误差较大的问题,基于模糊理论并结合耦合损伤概念提出模糊等效损伤假设,考虑加载顺序对疲劳损伤累积的影响来回避等效损伤假设。利用45钢材料进行了L-H和H-L加载顺序两级应力下的疲劳损伤累积规律验证,并选取16Mn材料的疲劳试验数据验证基于Miner线性损伤法则和本假设对材料疲劳寿命预测的准确性。结果表明,根据本假设计算的损伤量在两种加载顺序下均与试验值吻合良好,疲劳寿命估算结果比较接近于试验值,该假设以模糊理论为依据,为疲劳分析和寿命预测提供了一定的理论参考。