应变疲劳强度概率分布

利用概率论方法建立了应变疲劳强度概率分布与应变疲劳寿命概率分布之间的数学关系式，并根据应变－寿命转换关系，由已知的给定应变水平下的疲劳寿命概率分布求出给定寿命下的应变疲劳强度分布函数，便于进行可靠性分析。     

疲劳研究进展

本文概述了近四年来国内疲劳研究的主要问题,包括:疲劳文献分析、裂纹萌生和扩展、随机疲劳与寿命估算、焊接节点疲劳强度、腐蚀疲劳强度、疲劳寿命与疲劳强度的统计特性、疲劳试验与试验设计等七个方面。     

聚醚醚酮基复合材料的疲劳寿命表达式及累积疲劳损伤预测

通过对短碳纤维增强聚醚醚酮基复合材料的疲劳寿命试验数据的分析，给出了其疲劳寿命表达式，进而给出了适于两级不定载荷谱下累积疲劳损伤度及其概率分布区间的预测方法。     

疲劳强度-寿命关系的概率密度演化方法

基于疲劳强度随加载循环次数增加不断劣化的物理事实,采用Euler描述推导出疲劳强度与随机参数联合概率密度函数满足的演化方程。采用数值求解方法,给出疲劳强度-寿命概率密度曲面（probability density S-N）,并可据此计算给定存活率的p-S-N曲线。基于疲劳试验结果的算例分析表明,疲劳强度-寿命概率密度曲面、Monte Carlo模拟及具有给定分位数参数的S-N关系三者计算的p-S-N曲线吻合良好。疲劳强度-寿命概率密度演化方法可不依赖分布假定给出S-N关系的完备概率描述。     

不同加载频率下FV520B-I的疲劳行为与疲劳寿命

针对高强度钢FV520B-I分别进行了140Hz和20kHz两种加载频率下的疲劳实验。实验数据表明,20kHz加载频率下的疲劳寿命值均高于同应力幅值140Hz加载频率下的疲劳寿命值,而20kHz加载频率下材料的疲劳强度(450MPa)低于140Hz加载频率下的疲劳强度(500 MPa)。试件断口分析表明,加载频率的大幅提高使得疲劳失效由表面粗糙度缺陷引起的表面疲劳失效转变为内部非金属夹杂物引起的内部疲劳失效。基于三参数模型对实验数据进行拟合,建立了FV520B-I在不同加载频率下的疲劳寿命转换模型,提出了FV520B-I的疲劳寿命转换系数S′0,并发现转换系数S′0随着加载应力幅值的增大而增大,即加载频率对疲劳寿命的影响随着应力幅值的增大而增强。研究结果表明,疲劳寿命转换模型可以将超高加载频率下的疲劳寿命转换为传统加载频率下的疲劳寿命,且可以应用于FV520B-I的再制造工程疲劳分析。     

金属材料和结构的疲劳寿命预测概率模型及应用研究进展

疲劳过程的不确定性以及影响疲劳寿命的不确定性因素较多,导致疲劳寿命的分散性难以预测,在疲劳寿命预测模型中采用统计学和概率论的概念和方法是描述疲劳过程不确定性和疲劳寿命分散性的一种重要手段。本文针对疲劳寿命预测概率模型进行综述,总结和介绍了疲劳寿命经验公式和参数的随机化模型、表征疲劳寿命离散性的统计模型、基于材料微结构和疲劳物理机制的疲劳寿命预测概率模型以及研究广布疲劳损伤的概率模型,并对金属材料与结构的疲劳寿命预测方法进行了展望。     

非对称荷载下疲劳强度临界值的统一公式

本文对非对称荷载下的疲劳强度临界值预测公式和疲劳寿命预测公式进行了系统深 入的研究,分析了著名的Ｇｏｏｄｍａｎ公式,Ｓｏｄｅｒｂｅｒｇ公式和Ｇｅｒｂｅｒ公式的适用条件,建立了 一种新的疲劳强度临界值预测公式和疲劳寿命预测公式。新公式的最大优点是,对实际破坏 面的形状不做任何限制,并可使用任意疲劳寿命实验数据进行拟合。     

材料疲劳寿命的影响因素和研究方法

材料的疲劳寿命是机械可靠性设计的基础,也是疲劳性能研究的主要内容。大量的研究结果表明疲劳寿命具有离散性的特点,并且符合一定的统计分布规律。概述了材料疲劳寿命研究的重要性,分析了材料微观结构及实验模型对疲劳寿命的影响以及疲劳寿命研究的数理统计基础,分别介绍了正态分布和威布尔分布的特点,综述了数据处理方法在疲劳寿命研究中的具体应用。     

一种新的多轴高周疲劳模型

将疲劳强度以上加载等效为塑性应变,建立了塑性应变与加载应力呈线性关系的表达式,由此得到循环加载的塑性应变能。该塑性应变能使材料微观组织结构发生不可逆变化而引起等效宏观应力。假定该应力符合一种特定的分布函数,导出其最大应力与外加应力叠加达到材料本征断裂应力时的裂纹成核寿命,从而并由微裂纹引起上述两部分应力变化,得到继续加载直至宏观裂纹出现的疲劳寿命。所建立的多轴疲劳寿命公式由3个材料参数表达,并通过单轴疲劳试验数据确定。初步研究表明：该模型对所引用的多轴疲劳试验数据有很好的预测能力。     

重载齿轮弯曲疲劳寿命测试方法研究现状

重载齿轮是大型机械装置(推土机、挖掘机、装甲车等)传动系统的核心部件,它的主要功能是按照规定的转速比传递运动和转矩。随着科学技术的发展和军事装备的更新换代,重载齿轮的研究除了在材料性能、齿形设计、承载能力等方面取得了新成就外,另一个突出的进步就是在齿轮性能测试技术方面获得了很多成果,使得一些过去难以定量研究的问题(如齿轮的疲劳强度、齿轮传动品质等)都有了比较实用的测量手段。而在重载齿轮疲劳性能研究中,相对于接触疲劳产生的齿面点蚀、胶合、磨损等微小破坏而引起齿轮传动效率降低,啮合不到位等现象,弯曲疲劳则会直接导致齿根产生裂纹甚至形成断齿现象,造成重大事故。因此,准确测试重载齿轮的弯曲疲劳寿命,分析弯曲疲劳性能,进而优化齿轮设计,提升齿轮性能,对监测因弯曲疲劳失效所引起设备故障以及避免服役过程中发生重大事故具有重要意义。重载齿轮弯曲疲劳寿命受多方面因素的影响,其中包括材料性能、加工尺寸、制备工艺以及测试手段等,因此对其弯曲疲劳寿命的定量测试一直是各国研究人员关注的热点话题。关于重载齿轮弯曲疲劳寿命的研究可以归纳为以下三方面:弯曲疲劳原理探究方面已发展到声发射信号检测、光学图像分形理论计算、计算机有限元数学模拟等多方面的实际应用;性能检测实验已有单齿/双齿脉冲加载、动态啮合式加载等多种试验方法;数据处理方面已发展出升降法、成组法、雨流法以及多种S-N曲线拟合的数据处理手段。这些分析方法以及测试手段的应用可以大大节省实验成本、提高分析效率、减少试验误差,进而提高重载齿轮弯曲疲劳寿命检测的准确性。本文从重载齿轮弯曲疲劳寿命的测试原理、试验方法以及测试数据处理三方面出发,根据国内外研究现状,对重载齿轮的弯曲疲劳性能进行机理性与实验性的探究,为测试重载齿轮的弯曲疲劳寿命提供有效的理论依据、具体的测试方法以及准确的数据处理手段。     

几种常用的金属材料疲劳极限试验方法

金属疲劳试验用于测定金属材料的许用疲劳应力,绘制材料的疲劳曲线,进而在交变应力下测定金属材料的疲劳极限。疲劳研究的试验方法有很多,该文根据有关国家标准和现有文献资料对一些常用疲劳试验方法进行了综述,包括单点疲劳试验法、升降法疲劳试验、高频振动疲劳试验法、超声波法疲劳试验、红外热像技术疲劳试验方法,并对每种疲劳试验方法的试验目的、适用条件、试验试样、所需仪器、具体步骤和数据处理进行了介绍。     

材料的微动疲劳机理及防护措施的研究进展

论述了微动疲劳的概念及时其研究的必要性.对微动疲劳研究的4个主要部分即微动疲劳的机理研究、影响因素、寿命预测和防护方法的发展过程进行了论述,尤其对当前的研究现状及所取得的成果做了重点阐述,并说明了一些尚待研究的问题.从微动疲劳机理研究、研究方法和防护方法等几个方面概述了微动疲劳研究的发展趋势.     

Effect of hardness on multiaxial fatigue behaviour and some simple approximations for steels

Constant-amplitude in-phase and 90° out-of-phase axial-torsional fatigue tests were conducted on tubular specimens made from a medium-carbon steel with three hardness levels obtained from normalizing, quenching and tempering and induction hardening to find the effect of hardness on multiaxial fatigue behaviour. In addition, the same loadings were applied on the normalized solid specimens to investigate the effect of specimen geometry on multiaxial fatigue life. Similar fatigue life variation as a function of hardness was found for in-phase and out-of-phase loadings, with higher ductility beneficial in low-cycle fatigue (LCF) and higher strength beneficial in high-cycle fatigue (HCF). Multiaxial fatigue data were satisfactorily correlated for all hardness levels with the Fatemi–Socie parameter. Furthermore, in order to predict multiaxial fatigue life of steels in the absence of any fatigue data, the Roessle–Fatemi hardness method was used. Multiaxial fatigue lives were predicted fairly accurately using the Fatemi–Socie multiaxial model based on only the hardness level of the material. The applicability of the prediction method based on hardness was also examined for Inconel 718 and a stainless steel under a wide range of loading conditions. The great majority of the observed fatigue lives were found to be in good agreement with predicted lives.     

Fatigue damage of medium carbon steel under sequential application of axial and torsional loading

Fatigue tests were conducted on S45C steel under fully reversed strain control conditions with axial/torsional ( at ) and torsional/axial ( ta ) loading sequences. The linear damage value (n₁/N₁+n₂/N₂) was found to depend on the sequence of loading mode ( at or ta ), sequence of strain amplitude (low/high or high/low) and life fraction spent in the first loading. In general, at loading yields larger damage values than ta loading and the low–high sequence of equivalent strain leads to larger damage values than the high–low sequence. The material exhibits cyclic softening under axial cyclic strain. Cyclic hardening occurs in the torsion part of ta loading, which elevates the axial stress in the subsequent loading, causing more damage than in pure axial fatigue at the same strain amplitude. Fatigue life is predicted based on the linear damage rule, the double linear damage rule, the damage curve approach and the plastic work model of Morrow. Results show that overly conservative lives are obtained by these models for at loading while overestimation of life is more likely for ta loading. A modified damage curve method is proposed to account for the load sequence effect, for which predicted lives are found to lie in the factor‐2 scatter band from experimental lives.     

增材制造金属材料的疲劳性能研究进展

金属增材制造作为前沿热点制造技术之一,近年来在各种重要工业领域的研究和应用日益广泛。利用增材制造技术制备金属材料的过程中,不可避免会造成材料表面粗糙、气孔、未熔合等缺陷,虽然工艺技术的改进可以在一定程度上减小缺陷程度,但至今仍无法完全消除这些缺陷。增材制造金属材料的过程中,缺陷部位通常会成为应力集中源诱发疲劳裂纹的形核,造成金属材料的疲劳寿命下降。首先从表面质量、内部缺陷及微观结构等方面阐述了增材制造金属材料疲劳性能的影响因素;其次从宏观与微观角度概括了疲劳裂纹萌生/扩展机理的研究现状与进展;总结了热处理、表面优化、电磁辅助以及超声辅助等疲劳延寿技术的研究进展;最后讨论了基于机器学习技术的疲劳寿命评估模型,同时展望了机器学习和人工智能技术在增材制造金属材料领域的应用前景,为推动增材制造金属材料的发展和应用提供了借鉴与参考价值。     

连续油管疲劳试验机设计与疲劳寿命试验

采用自主设计研制的首台国产连续管弯曲疲劳试验机,对某国产CT80钢级连续油管进行疲劳试验,并对影响连续油管低周疲劳寿命的各种因素进行了研究。结果表明：增加连续油管的壁厚、减小连续油管的外径、提高连续油管的屈服强度、减小管内压力、减少管体表面损伤以及提高连续油管焊接质量均能显著提高连续油管的弯曲疲劳寿命;     

飞机典型机械紧固连接件腐蚀疲劳性能的试验研究EI

本文研究了飞机机械紧固连接件在腐蚀环境下的疲劳性能。试验结果表明，腐蚀环境在大多数情况下降低紧固件的疲劳寿命，其中盐雾环境对双剪密封铆接件的疲劳寿命的影响最为严重。给出了机械紧固件在不同状态下的细节疲劳额定值（ＤＦＲ）和可靠性寿命（Ｎ＿（９５／９５））。     

载荷频率对金属及其合金高周疲劳特性的影响

采用超声高频加载方法进行高周疲劳试验时,应考察载荷频率对材料疲劳特性的影响。本文从微观组织结构和外部环境两方面论述了疲劳特性的频率效应,从裂纹扩展率、断口分析等方面回顾和介绍了频率对合金钢、钛合金、铝合金三类常用金属疲劳特性的影响,比较了三者异同。最后展望了高周和超高周疲劳研究的方向和方法及其在工程中的应用。     

A fatigue crack nucleation model for anisotropic materials

Based on Tanaka‐Mura's dislocation‐dipole pile‐up configuration, a formulation of mixed mode fatigue crack nucleation is derived using the Stroh formalism for generally anisotropic materials. The fatigue life is explicitly expressed as inversely proportional to the stored plastic energy, depending on the material's anisotropic elastic matrix F ^?1, surface energy, Burgers vector, and lattice resistance. The model has been shown to agree with experimental observation on critical slip planes in PWA 1493 single crystal Ni‐base superalloy.