疲劳裂纹扩展速率的统计分析及疲劳寿命的概率预测

通过对Ｐａｒｉｓ模型的分析,得到ｍ和ｌｏｇＣ的线性关系。试验结果的数据分析表明了ｍ和Ｃ分别符合正态分布及对数正态分布,并运用统计结果对疲劳寿命进行了概率预测。     

油气管道的疲劳断裂分析及寿命预测

疲劳断裂是油气管道工程常见的损伤之一,科学的分析和预测对管道工程的安全运行具有十分重要的意义。本文从理论角度上,对疲劳积累损伤理论和疲劳裂纹扩展理论这两大疲劳断裂分析的基本理论进行了介绍,同时,对基于断裂力学的疲劳寿命预测方法进行了阐述,为管道维护、检修和管理提供一定的理论基础和指导。     

焊件疲劳裂纹扩展速率的预测

疲劳是工程中最常见的现象之一,焊件的疲劳裂纹扩展速率的研究为进行疲劳寿命预测提供了基础。本文通过对一定存活率下的疲劳裂纹扩展速率的预测回归分析,得到一个既准确又简便的方法求解 Paris 公式。     

工程陶瓷疲劳裂纹扩展的实验研究

本文提供了一种新的确定工程陶瓷疲劳裂纹扩展速率公式－－Ｐａｒｉｓ公式中两个常数参量的实验方法。避开了直接测量裂纹工度的麻烦，且成功率很高。给出了以Ａｌ２Ｏ３和ＨＰ０－Ｓｉ３Ｎ４陶瓷为试验材料的实验结果，并在这个结果的基础上对工程陶瓷的疲劳特性作了描述。     

高强度CrNiMoV钢裂纹疲劳扩展行为研究和水晶釜安全寿命评估

对高强度钢ＣｒＮｉＭｏＶ表面裂纹的疲劳扩展速率ｄａ／ｄＮ进行了测试和分析，并据此对某一超高压水晶釜的安全寿命作了评估。     

疲劳对HK——40炉管蠕变裂纹扩展的影响

本文采用C形试样进行蠕变疲劳裂纹扩展试验,探讨开停车对炉管的影响.试验表明:在蠕变疲劳交互作用下与纯蠕变相比,其断裂时间明显降低,裂纹扩展速率增加. 通过三个力学参数(K_I,σ_(ref)、C~*)分别与裂纹纹扩展速率(da/dt)在广泛范围内的关联,发现用参数C~*描述蠕变疲劳裂纹扩展的规律最适合.由此提出了一种以参数C~*控制的寿命外推方法. 另外,作者设计了一台适合于RD_2——3型试验机的蠕变-疲劳控制装置;并讨论了C形试样极限载荷P_L的计算公式.     

有机玻璃YB-DM-11的疲劳裂纹扩展特性研究

研究了试样类型、应力比对有机玻璃YB-DM-11疲劳裂纹扩展速率、疲劳裂纹扩展平均寿命的影响。结果表明：试样类型对有机玻璃疲劳裂纹扩展速率影响很小,但紧凑拉伸试样的寿命大于中心裂纹拉伸试样;对于中心裂纹拉伸试样,当应力比为正时,应力比增大,疲劳裂纹扩展速率增加,疲劳裂纹扩展平均寿命减小;应力比为负时,裂纹闭合效应导致裂纹扩展加速;负应力比时的裂纹扩展速率大于正应力比,但疲劳裂纹扩展平均寿命明显小于正应力比。     

表面裂纹疲劳扩展形貌变化规律的研究

首先进行了１６Ｍｎ板材半椭圆表面裂纹疲劳扩展试验。试验结果表明，采用Ｎｅｗｍａｎ－ｒａｊｕ应力强度因子时，表面裂纹深度方向和表面方向的扩展速率均符合Ｐａｒｉｓ公式。在此基础上，从Ｎｅｗｍａｎ－Ｒａｊｕ应力强度因子计算式和Ｐａｒｉｓ疲劳裂纹扩展速率公式出发，通过理论和数值分析，建立了３类表面裂纹在受拉伸、弯曲、和拉弯组合加载下的疲劳扩展形貌统一表达式，并通过疲劳试验结果对其进行了考核。结果表明，采用统一表达式预测裂纹形貌的各项统计指标均优于其他两种表达式     

16MnR钢表面裂纹的疲劳扩展

报告了在 P_x∶P_y=0,0.5和1三种双轴载荷作用下,对倾斜角等于0°、30°和45°的表面裂纹所作的疲劳扩展研究。讨论了表面裂纹扩展速率的计算方法,指出必须考虑不同的裂纹倾斜角和不同的双轴载荷比造成的裂纹扩展驱动力的变化对斜表面裂纹扩展速率的影响。因而采用裂纹投影法来处理斜表面裂纹的疲劳扩展问题并提出了修正的 Paris 方程。按照修正的 Paris 方程,根据不同的双轴载荷比和裂纹倾斜角分组整理了试验数据,并作了回归分析、假设检验,给出了含表面裂纹的16MnR 板材在三种不同的双轴载荷比情况下的裂纹扩展速率方程。     

接管环带区表面裂纹疲劳扩展规律的研究

在实物容器疲劳试验的基础上，采用按形变功率定义求得的循环Ｊ积分幅度ΔＪ来描述接管环带区表面裂纹的疲劳扩展速率，并提出了计算表达式。结果表明，在高应变情况下，ΔＪ是一个有效的疲劳控制参量，经修正后的ΔＪｅｆ能较好地描述环带区表面裂纹疲劳扩展规律     

橡胶材料单轴拉伸疲劳寿命预测的有限元分析

应用Abaqus/CAE有限元分析软件模拟哑铃形橡胶试样在单轴拉伸载荷下的Mises应力和拉格朗日应变分布,提取节点处的数据作为原始数据,导入Matlab二次开发的橡胶疲劳寿命计算程序,得到材料各个节点的疲劳寿命,再利用Python语言将计算结果导回Abaqus/Visualization模块,得到橡胶材料疲劳寿命云图。分析结果与相关试验数据基本相符。     

Fatigue Crack Propagation in Transformation-Toughened Zirconia Ceramic

Fatigue crack propagation under tension-tension loading is observed in a transformation-toughened partially stabilized zirconia (PSZ) ceramic containing 9 mol% MgO. Such subcritical crack growth behavior is demonstrated to be cyclically induced, based on a comparison with behavior under sustained loading (at the maximum load in the fatigue cycle) and at varying cyclic frequencies. Crack extension rates, which are measured as a function of the cyclic stress intensity range ΔK over the range 10^-10 to 10^-6 m/cycle, are found to be load ratio dependent and to show evidence of fatigue crack closure, similar to behavior in metals. Cyclic crack growth rates are observed at ΔK levels as low as 3 MPa m^1/2 and are typically many orders of magnitude faster than reported data on environmentally assisted, subcritical crack growth in PSZ under sustained-load conditions.     

Fatigue Crack Propagation at Polymer Adhesive Interfaces

Fatigue (slow) crack growth in epoxy/glass, epoxy acrylate/glass and epoxy/PMMA interfaces was studied under constant and cyclic loading at both high and low humidities using the interfacial, four-point flexure test. Finite element analysis was used to determine the energy release rate and phase angle appropriate for the different crack geometries observed. The experimental results show that for the polymer/glass interfaces, the primary driving force for fatigue crack growth is the applied energy release rate at the crack tip and that increasing test humidity enhances crack growth under constant loading but has an insignificant effect under cyclic loading. At low humidity the crack growth rates under cyclic loading are significantly greater than under constant loading. For epoxy/PMMA interfaces the crack growth results were independent of the applied energy release rate, relative humidity, and cyclic vs. constant loading, within experimental scatter. In addition, for polymer/glass interfaces the effect of phase angle (13 to 54°) on crack growth rates is not significant. However, for epoxy/PMMA interfaces the applied energy release rate for the initiation of crack growth is considerably greater for a phase angle of 66° than for 5°, indicating that increasing shear at the crack tip makes the initiation of crack growth more difficult. These results are discussed in terms of possible mechanisms of fatigue crack growth at polymer adhesive interfaces.     

交错结构免充气安全轮胎的静态接地性能和疲劳寿命的有限元分析与预测

提出一种交错结构免充气安全轮胎,借助有限元分析软件Abaqus对其静态接地性能进行分析,并采用德莫西亚疲劳试验获得轮胎支撑体聚氨酯材料的应力(S)-疲劳寿命(N)曲线,将其输入疲劳分析软件FE-SAFE预测轮胎的疲劳寿命。结果表明,交错结构免充气轮胎的静刚度曲线与同规格充气子午线轮胎基本吻合,接地面积和平均接地压力接近,说明其达到了同规格充气子午线轮胎的使用性能,且疲劳寿命相近。     

橡胶复合材料裂纹扩展的研究进展

叙述了橡胶复合材料在静态载荷和动态疲劳下的裂纹扩展的研究方法,评价了橡胶复合材料裂纹扩展规律,重点总结了拉伸试样的侧向裂纹偏转,撕裂试样的多节裂纹撕裂和疲劳试样的裂纹增长特性。     

基于Ansys workbench回转干燥机滚圈的应力及疲劳寿命分析

采用solidworks12.0软件回转窑滚圈和托轮组的模型,然后导入ANSYS Workbench 14.0软件中,使用有限元法对滚圈及与之接触的托轮组进行模态分析(结构力学、接触及疲劳分析)。得到滚圈所承受的接触应力、总体变形以及疲劳寿命的分析云图。而印证滚圈的疲劳寿命能满足使用要求。     

基于断裂力学的钢丝缠绕胶管疲劳寿命分析

建立钢丝缠绕胶管的三维有限元模型,基于橡胶材料疲劳裂纹扩展理论,选取钢丝缠绕角度、钢丝层间距、钢丝层数、钢丝直径4个结构参数,采用正交试验法,以橡胶材料疲劳寿命为依据,分析在交变负荷下胶管的疲劳寿命和最大轴向位移。结果表明:钢丝层间距对胶管疲劳寿命的影响最大,其次是钢丝缠绕角度,再次是钢丝层数,最小是钢丝直径;钢丝层数对胶管最大轴向位移的影响最大,其次是钢丝缠绕角度,再次是钢丝层间距,最小是钢丝直径。     

陶瓷材料裂纹扩展非局部理论

本文根据非局部弹性理论推导了陶瓷材料的裂纹扩展准则。理论推导表明用非局部理论推导的裂纹扩展临界应力与临界裂纹长度都要比用线弹性断裂理论（ＬＥＦＭ）推导出来的大得多。用热压氧化硅（ＨＰＳｉ３Ｎ４）陶瓷材料在室温下做裂纹扩展实验，实验结果与理论推导吻合得较好。     

微观粒子对橡胶材料疲劳裂纹的影响机理研究

研究普通氧化锌和纳米氧化锌对天然橡胶硫化胶耐疲劳性能的影响。结果表明：普通氧化锌的粒径较大,不易发生团聚,但其本身颗粒大会导致硫化胶缺陷,而纳米氧化锌粒径较小,比表面积大,活性更好,但用量较大时易在硫化胶中团聚而形成微观空穴,二者均导致硫化胶在交变应力作用下产生裂纹;纳米氧化锌减量20%替代普通氧化锌,其既可在硫化胶中分散均匀,又不易形成微观空穴,且活化效果好,硫化胶的物理性能良好,耐疲劳性能优。     

橡胶元件疲劳失效对悬架运动与轮胎包络的影响

基于橡胶元件的力学模型和受力分析以及橡胶元件的疲劳失效判定准则,得出橡胶元件疲劳失效后对汽车悬架系统上下跳行程的影响。建立某车型前独立悬架系统数字化电子样车（DMU）模型,通过仿真生成轮胎包络,进行轮胎包络与周边零部件的间隙校核;对前悬架系统橡胶元件进行疲劳试验,通过测算静刚度损失率,得出橡胶元件疲劳失效后的位移增大值和悬架系统的上下跳极限行程增大值。分析橡胶元件疲劳失效对悬架运动与轮胎包络的影响,为整车前期设计轮胎选型提供指导依据,从而达到优化整车造型、缩短整车开发周期和降低研发成本的目的。