基于累积损伤理论的ST12钢T型点焊件寿命研究

对低碳钢T型撕裂拉伸点焊试件分别进行低-高和高-低两级加载疲劳试验,并利用线性和非线性疲劳累积损伤理论进行寿命预测。对于低-高加载,非线性预测结果较线性稍好一些;对于高-低加载,由于高载下的"过载效应",线性预测结果与非线性预测结果都不太理想。针对高-低加载下的寿命预测误差,本文提出一种基于CHABOCHE修正模型的非线性疲劳累积损伤模型,分别考虑了两级应力幅以及疲劳塑性指数的影响。通过对比后发现,修正后的模型预测点焊寿命能力较原模型有所改善。     

变幅载荷作用下点焊焊接接头的疲劳损伤

对拉剪点焊试样进行了多级变幅疲劳加载,载荷块分别为低-高、高-低和低-高-低形式,测量了疲劳破坏过程中的固有频率.基于疲劳寿命试验结果和固有频率随疲劳寿命的变化,分析了点焊结构疲劳损伤累积的特点和加载次序对疲劳寿命的影响.结果表明,载荷块形状,即加载次序对疲劳寿命的影响并不明显,使用线性疲劳累积损伤理论预测的疲劳寿命接近实际疲劳寿命.依据固有频率的变化,可以监测疲劳寿命过程中出现的损伤,并确定损伤的程度.按照损伤力学中损伤随寿命的演化规律,可进行疲劳寿命预测,寿命预测结果与试验疲劳寿命吻合较好.     

两级加载下两焊点拉剪点焊接头的损伤

对带有两个焊点的拉剪点焊试样进行了两级变幅疲劳加载,应力幅和平均应力均不相等.结果表明,两级变幅加载下存在应力次序效应.在低—高加载时存在"锻炼效应",线性累积损伤的值大于1;在高—低加载时存在"过载效应",高—低加载下的线性累积损伤值也大于1.在高—低加载方式下,高水平应力作用后,低水平应力剩余疲劳寿命大于按线性疲劳累积损伤法则所估算的剩余寿命,低应力作用下的剩余寿命甚至大于低应力单独作用下的全寿命.高—低加载下的线性累积损伤结果表明,焊点边缘更象是一个缺口.     

一种基于能量耗散的对接接头疲劳寿命快速预测模型

通过引入ISV(internal state variable)本构模型中的α和β变量,建立了一种与对接接头高周疲劳滞弹性和非弹性行为相关的能量耗散模型,并定义了两个特征应力幅,即标志着可恢复滞弹性和不可恢复非弹性行为开始形成的关键应力幅σ_c0和σ_c1(疲劳极限);借助该能量耗散模型,研究了不同应力幅下的对接接头能量耗散响应情况,发现能量耗散在疲劳极限附近呈现从线性响应到非线性响应的过渡;在此基础上,考虑到当应力幅高于疲劳极限时,全寿命周期的能量耗散存在临界值,结合与损伤相关的非弹性耗散,研发了一种基于损伤累积的疲劳寿命预测模型,并对接头的疲劳寿命进行了快速预测.结果表明,经预测数据和试验数据拟合的中值S-N曲线一致程度较好,从而证明了模型可用于实现对接接头的疲劳寿命快速、精确预测.     

基于晶粒尺寸的镍基高温合金低周疲劳寿命预测模型（英文）

镍基高温合金在承受高温和机械应力时很容易产生低周疲劳损伤,疲劳寿命预测对于镍基高温合金的实际应用是非常重要的。为了研究总应变和晶粒尺寸对镍基高温合金低周疲劳行为的影响,本文作者对一种镍基高温合金进行高温低周疲劳试验。结果表明,合金的疲劳寿命随应变振幅和晶粒尺寸的增加而减小。建立一个考虑晶粒尺寸对疲劳寿命影响的低周疲劳寿命预测模型。误差分析表明,低周疲劳寿命模型的预测精度高于Manson-Coffin和Ostergren能量法模型的预测精度。     

基于非线性连续损伤的机床轴结构疲劳研究

运用MINER线性累积损伤理论对机床轴结构进行疲劳研究时,由于不能连续描述损伤与载荷之间的关系,在高周疲劳寿命预测过程中其计算结果不能令人满意。为此,基于CHABOCHE提出的单轴非线性连续累积损伤理论,通过对45钢进行疲劳试验获得了轴结构材料的S-N曲线,在对机床载荷谱简化处理的基础上,建立了适于机床轴结构寿命预测的多轴非线性连续损伤累积模型。实例计算证明,该模型能准确描述机床轴结构损伤累积过程,计算结果更符合工程实际。     

TC4钛合金的多轴高周疲劳损伤及强度退化研究

不同工况下TC4(Ti-6Al-4V)钛合金疲劳累积损伤及强度退化存在较大差别。为了充分表征载荷参数的影响,基于Chaboche损伤模型以及改进的多轴疲劳损伤准则,提出新的强度退化模型,开展了TC4钛合金的多轴高周疲劳(HCF)寿命预测和强度退化评估。首先,开展TC4合金在一系列加载路径下的多轴比例和非比例疲劳试验。将Chaboche非线性损伤准则和临界平面法与提出的损伤控制参数相结合,描述了TC4合金的非线性疲劳损伤计算和寿命预测。其次,进一步建立了基于累积损伤的非线性强度退化模型,并证明了该模型在不同载荷工况下均可以获得更高的精度。实验结果表明,由于考虑载荷参数的影响,提出的TC4钛合金疲劳寿命与强度退化预测结果精度远高于其他的预测模型。     

双周疲劳载荷作用下焊接接头线性累计损伤分析

采用自制的超声频分量双周疲劳(CCF)试验装置,对16Mn的焊接接头试件进行低频疲劳载荷与超声频分量(高频)载荷复合加载,采用线性累计损伤理论来估算双周疲劳载荷作用下16Mn对接接头的疲劳寿命,并计算两个疲劳载荷分量各自造成的累计损伤比例.结果表明,使用Miner法则计算双周疲劳试件的疲劳累积损伤时,如果高低周疲劳载荷只是简单按照比例计算,会严重低估两个分量疲劳载荷之间的耦合作用;而低周疲劳载荷按外包络线计算的方法则能够很好的考虑到高低周疲劳载荷间的耦合作用.     

基于能量耗散的异质材料点焊接头高周疲劳性能评估

基于能量耗散及疲劳累积损伤理论,对SUS301L-Q235B点焊接头的高周疲劳性能进行了研究,并建立了以能量耗散为损伤指标的点焊接头疲劳性能快速评估模型。研究结果表明：随着载荷水平的增加,单位周次内的能量耗散值亦随之增加,且在疲劳极限附近出现转折点,该点正是熔核内部与损伤无关和损伤相关微结构运动的分界点。考虑到与损伤相关的能量耗散存在临界值E_c,以E_c值作为疲劳寿命预测阈值,实现了中值F-N曲线的快速预测。在此基础上,结合统计学理论,对存活率为5%和95%的F-N曲线进行了快速预测。最后,将预测数据与传统试验数据进行对比,结果表明二者的一致性较高,从而证明了所建立模型可实现点焊接头疲劳性能的快速、精确预测。     

基于连续损伤力学的高低周复合疲劳损伤

基于连续损伤力学(CDM)的经典损伤理论和不可逆热力学原理，分别对高周和低周疲劳载荷下的损伤演化模型进行了研究，进而推导出一个新的高低周复合疲劳损伤模型；将该模型编写为UMAT耦合到ABAQUS有限元分析软件中，实现了对缺口材料高低周复合疲劳损伤的模拟及裂纹萌生位置和萌生寿命的预测；同时研究了不同的高低周循环比对裂纹萌生寿命的影响.结果表明,裂纹容易在缺口根部应力集中处萌生；该模型考虑了高低周循环的交互作用，模拟计算结果更符合实际情况；同时通过研究发现高的循环比会使裂纹的萌生加速.     

电弧焊机能耗研究现状及其发展

电焊机是金属焊接加工领域主要的耗能用电设备,已被列为国家12类高耗能产品之一。在对各类电弧焊机输入、输出参数进行大量测试的基础上,重点分析了国内目前常见的交流弧焊机、整流式直流弧焊机、逆变式直流弧焊机的效率、功率因数、能耗对比。针对电弧焊机在使用过程中状态转换频繁、长期空载运行等现状,指出了节能降耗在电弧焊机设计过程中应解决的问题。     

节能减排——冲天炉创新的目标

针对目前冲天炉存在严重的热量浪费和污染物排放严重的问题,为了节能解排研究开发了“空气冷却强化预热单排龙卷风供风冲天炉”：以空气冷却代替水冷却,以双向锥形预热带替代直筒形（热风胆）预热带,以单排风口替代二排及多排风口,以龙卷风供风替代直线形气流供风。实践证明这种冲天炉不仅给用户带来了明显的经济效益,同时为节能减排、保护环境带来了实际效果。     

冲天炉的节能与环保

冲天炉的节能与环保是密切相关的,是当前冲天炉熔炼中影响质量、效益和环境保护的急待解决的重要问题.正确认识冲天炉的节能与环保的关系,了解实现节能、环保的必要性和可行性,选择符合生产实际的技术实现冲天炉节能、环保熔炼,是提高我国冲天炉熔炼水平、走向铸造强国的必要途径.本文分析了我国冲天炉熔炼的现状,论述了冲天炉节能与环保的关系与意义,提出了节能与环保熔炼的可行性,介绍了节能与环保的方法及其特点.     

冲天炉的尾气除尘与节能

扼要论述了感应电炉熔炼铸铁的局限性,说明了冲天炉除尘的风量与技术方案,介绍了冲天炉节能的关键问题与炉顶热风冲天炉。     

Energy conservation and emissions reduction strategies in foundry industry

Current energy conservation and emissions reduction strategies in iron and steel industry were reviewed.Since foundry industry is one of the major source of energy consumption and pollution emission (especially CO2),issues concerning energy-saving and emission-reduction have been raised by governments and the industry.Specialists from around the world carried out multidimensional analyses and evaluation on the potentials in energy conservation and emissions reduction in iron and steel industry,and proposed various kinds of analyzing models.The primary measures mainly focus on the targeted policies formulation and also on clean and highefficient technologies development.The differences and similarities in energy conservation and emission reduction in foundry industry between China and other countries were discussed,while,the future development trend was also pointed out.     

浅谈除尘系统的节能问题

从节能技术的观点出发,就除尘系统所涉及的工艺设备及除尘管路的合理布置,除尘设备的合理选择等几方面分析了降低除尘系统能耗的问题,并提出了节能的方法和途径.     

铸造行业的节能减排现状及对策分析

回顾了目前世界主要国家铸造行业的节能减排现状及各自的对策.铸造行业作为能耗和污染物(特别是CO2)排放的主要来源,其节能减排受到了各国政府和业内人士的广泛关注.世界各国的学者和工程技术专家针对铸造行业的节能减排潜力进行了多方位的分析与预测,并提出了各种分析模型.各国的主要对策集中在制定针对性政策和开发清洁高效的生产技术.本文中讨论了目前中国铸造行业在节能减排方面与世界其他国家的异同,并指出了今后发展的方向.     

谈谈阳极焙烧炉的设计节能

笔者从设计者的角度,阐述了阳极焙烧炉的设计,必须从实际出发,充分考虑其实用性,以最低的投入,获得最大的产能,尽可能地降低生产能耗,节约生产成本。同时,介绍了一些提高阳极焙烧炉技术水平,降低阳极焙烧炉能耗的方法。     

“一拖三”中频感应电炉的节能与应用

介绍了串联逆变中频感应电炉的原理和特点,着重介绍了一拖三（串联逆变）中频感应电炉的节能特点,创新技术和应用情况,实践证明＂一拖三＂（串联逆变线路）中频感应电炉不但可以解决浇注大件、特大件一次难成型的问题,而且能解决某种特殊要求铸件的难浇铸的问题,并对提高规格、品种繁多的小件的产品质量和产量也有独特作用。非常适应多品种小批量、大件占有量较少的铸造车间使用.是铸造业＂节能降耗＂的熔炼设备,有着广阔的前景.     

热处理节能与环保技术进展

综述了我国机械工业的发展给热处理行业所带来的机遇,对比分析了国内外热处理在节能环保方面的主要差距,提出了自己的建议,供热处理同仁参考.