桥式起重机箱形梁疲劳裂纹及其剩余寿命

疲劳裂纹是导致桥式起重机箱形梁失效的主要原因,本文以75/20 t×16 m桥式起重机为例,分析其箱形梁疲劳裂纹主要产生位置及产生原因,利用ANSYS得到箱形梁疲劳裂纹在扩展阶段的应力场和位移场,分析其扩展规律,并提出一种结构改进方法,并通过ANSYS验证了这种方法的合理性。采用损伤容限设计法对桥式起重机箱形梁疲劳裂纹的剩余寿命进行计算和分析。     

基于Ansys的桥式起重机焊接箱形梁疲劳裂纹研究

桥式起重机箱形梁是典型的薄壁结构,由于起重机受载情况及本身结构焊接缺陷等因素,在箱形梁上很容易出现疲劳裂纹。针对桥式起重机箱形梁疲劳裂纹现象,借助Ansys有限元软件,对箱形梁典型工况进行受载分析,判断出裂纹的位置及其产生原因;运用断裂力学和Ansys软件分析模拟出箱形梁疲劳裂纹的应力场、位移场以及应力场区域的大小,对起重机箱形梁进行疲劳裂纹扩展以及剩余寿命的预估都有意义。     

桥式起重机焊接箱形梁疲劳寿命新算法

桥式起重机的寿命通常由焊接箱形梁的疲劳寿命决定,在此研究了接近于实际的桥式起重机焊接箱形梁试件的疲劳寿命,得到了不同可靠度R下疲劳寿命的对数函数表达式和指数函数表达式,有助于桥式起重机主梁疲劳寿命的优化计算.     

桥式起重机焊接箱形梁疲劳裂纹与剩余寿命的研究

以桥式起重机焊接箱形梁为研究对象,运用断裂力学,对强度因子和疲劳裂纹扩展公式加以修正,研究了在恒幅与随机变幅载荷作用下线弹性裂纹的扩展情况,以及材料在小范围屈服的情况下弹塑性裂纹的扩展情况。该研究与实际情况更加接近,能够相对准确地估算出桥式起重机的剩余寿命,对于减少起重机疲劳破坏事故的发生,指导起重机的设计、制造和特种设备的检验分析具有重要意义。     

桥式起重机疲劳裂纹扩展研究

为研究桥式起重机疲劳破坏机理,理论上分析了金属结构疲劳裂纹的扩展过程,得出裂纹扩展规律,然后在ANSYS中对其进行仿真,得出裂纹尖端应力特点和应力强度因子,并对其扩展寿命进行预测,对桥机疲劳寿命提高和事故预防有一定理论意义。     

桥式起重机金属结构剩余安全使用期限估算

论述了起重机寿命估计的疲劳分析估计法,给出了起重机安全寿命估算流程图,并以桥式起重机为例进行相关寿命计算,得出了桥式起重机应力时问历程记录曲线。     

桥式起重机结构的疲劳分析及优化设计

从应力分布和裂纹形成两个方面分析了桥式起重机产生疲劳破坏的原因,并提出了减少桥式起重机主梁疲劳断裂的应对措施。     

起重机主梁疲劳强度的探讨

基于有限元分析结果进行疲劳分析的基本理论、思路及方法,运用ANSYS程序对假定无缺陷和含横向裂纹起重机主梁进行有限元数值模拟,得到交变应力最大部位,预测了起重机主梁疲劳裂纹萌生寿命和裂纹扩展阶段的疲劳寿命,以得到不同裂纹深度的主梁疲劳寿命。     

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。     

2001年《起重运输机械》期刊总索引

起重机械 期—页虚拟制造技术与起重机械ＣＡＤ/ＣＡＭ 1 1手动葫芦制动机构的设计 1 4岸边集装箱装卸桥防摆装置 1 1514 0 / 3 0ｔ铸造起重机的改造设计 1 2 610 0 / 2 0ｔ桥式起重机主起升机构的技术改造 1 2 8桥式起重机大车车轮润滑的技术改造 1 3 0桥门式起重机疲劳裂纹扩展寿命的模拟估算 2 1日本核电站桥式起重机 2 2 0老旧集装箱起重机金属结构的综合测试 2 2 5一宗起重事故的技术分析 2 2 9ＱＴＺ160型塔式起重机起升机构存在的问题及解决　措施 2 3 0ＴＨＪ ＸＨ型交流双速电梯的提速改造 2 3 2一种桥式起重机检修中防止碰…     

基于疲劳短裂纹行为的疲劳寿命估算方法

在疲劳短裂纹形成和扩展行为基础上，提出了一种疲劳寿命估算方法。计算结果表明，该方法具有满意的预测精度。     

声发射技术在疲劳裂纹检测中的应用

主要讨论了声发射技术应用于疲劳裂纹的检测.根据疲劳裂纹的信号特征及测试场合,选用合适的疲劳裂纹检测方法,结合板簧疲劳裂纹试验机上的实验分析,得出声发射技术应用于疲劳裂纹检测的优势.     

基于图像处理的疲劳裂纹扩展长度在线测量方法

为了在金属疲劳裂纹扩展试验中采用直观、准确、可靠的方法获得高精度裂纹长度尺寸,提出了基于图像处理技术的疲劳裂纹扩展长度在线测量方法。首先,采用大尺寸黑白全帧面阵CCD和微距显微镜头对疲劳裂纹扩展过程中的图像进行采集,分析疲劳裂纹的图像形态特征,采用亚像素边缘定位方法对预制裂纹边缘进行检测,求出疲劳裂纹起点位置。然后,对裂纹扩展区域进行图像子区划分,对图像子区采用基于灰度统计数据的自适应分割方法进行裂纹分割,采用单区域增长算法进行二值化裂纹图像连接得到裂纹主干。最后,进行了系统标定和疲劳裂纹长度在线测量试验。试验结果表明：本方法测量精度高、抗干扰能力强、数据稳定可靠,裂纹长度测量精度为0.03mm,满足裂纹扩展试验国际标准的要求。     

Fretting fatigue crack initiation and propagation behavior of Inconel 690 alloy

Several studies have been conducted on the fretting fatigue limit characteristics of Inconel alloy tube material used in steam generators of nuclear power plants. Nevertheless, additional research on fretting fatigue crack initiation and propagation behavior is necessary in order to evaluate its fretting fatigue life more accurately. In this study, crack growth tests of fretting fatigue are conducted, and the characteristics of fatigue crack initiation and propagation are analyzed on Inconel 690 alloy. Also, plain fatigue crack growth tests are performed on the same material, and the results are compared with those of fretting fatigue crack growth tests. From both of the plain and fretting fatigue crack growth test results, the ΔK-da/dN diagrams are obtained and the crack growth rates are compared. It is found that the crack growth rate for fretting fatigue tests is faster than that for plain fatigue tests under a certain value of DK. However, over this value of DK, the crack growth rate for fretting fatigue tests becomes slower than that for plain fatigue tests due to debris which is produced by fretting and trapped in the propagated cracks. Finally, the fracture surfaces examined by an optical microscope, and the initiation angles of the oblique cracks are determined under various applied stresses. Also, the microstructure of the fracture surfaces is observed by a Scanning electron microscopy (SEM).     

核电汽轮机转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展寿命的研究

提出核电汽轮机转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展寿命的计算与评定方法。介绍核电汽轮机转子的低周疲劳与高周疲劳的应力幅与应力范围、低周疲劳裂纹扩展寿命与高周疲劳扩展寿命的计算方法。给出了核电汽轮机转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展日历寿命的计算与评定方法,以及1 000 MW级核电汽轮机焊接低压转子疲劳裂纹扩展日历寿命的计算与改进的应用实例。结果表明,高周疲劳对汽轮机转子疲劳裂纹扩展日历寿命有比较大的影响,新研制核电汽轮机的转子结构设计和在役核电汽轮机的转子安全性评定,需要评估转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展 寿命。     

环境湿度对铸铝合金超声疲劳裂纹扩展速率的影响研究

针对铸铝合金A356-T6开展了不同环境湿度下的超声疲劳裂纹扩展试验和实验室环境湿度下的常规疲劳裂纹扩展试验。由试验结果可知,超声疲劳在干空气环境中的疲劳裂纹扩展速率最低,而在蒸馏水环境中的疲劳裂纹扩展速率最高。常规疲劳在实验室环境中的疲劳裂纹扩展速率和超声疲劳在蒸馏水环境中的疲劳裂纹扩展速率几乎一致。针对Wei建立的环境湿度对铝合金材料疲劳裂纹扩展速率预测模型进行了修正,得到了铸铝合金A356-T6在任意环境湿度和试验频率下的疲劳裂纹扩展速率预测模型。     

PD3和U71Mn钢轨钢疲劳裂纹扩展速率研究

利用MTS试验机, 在常温下对两种钢轨PD3和U71Mn进行疲劳裂纹扩展速率试验研究,根据Paris公式确定两种钢轨的疲劳裂纹扩展速率,利用极大似然估计法计算带有一个随机变量描述的疲劳裂纹扩展速率的概率方程.结果表明,裂纹扩展速率曲线符合一般疲劳裂纹扩展规律;PD3的强度性能优于U71Mn,但U71Mn表现出更好的抗疲劳裂纹扩展性能,扩展速率低于PD3钢轨;疲劳裂纹扩展速率的不确定性方程与试验结果相符.     

球墨铸铁疲劳裂纹萌生及扩展机制的探讨

用电子显微断口分析和裂纹扩展途径的金相观察,探讨了不同珠光体和铁素体相对量的球墨铸铁的疲劳断裂机制,特别是疲劳裂纹萌生及早期扩展机制。结果表明：疲劳裂纹容易在石墨球和基体之间的界面萌生和扩展,石墨球边及基体中的次生裂纹对da/dN的影响有两重性。在疲劳裂纹萌生及早期扩展阶段,铁素体基本以周期解理和细条纹为主,珠光体基体为渗碳体解理和铁素体片上的疲劳条纹,80%珠光体球铁为上两种机制的混合。疲劳裂纹早期扩展速度为△K (th)所控制,疲劳裂纹孕育期N 0为σ s和△K (th)所控制。光棒或钝缺口下的N 0主要取决于σ s,尖锐缺口试样的N 0主要取决于△K (th)。在疲劳裂纹稳定扩展阶段,铁素体为疲劳条纹,珠光体为条纹与解理,80%珠光体中牛眼铁素体为条纹和晶间断。疲劳条纹的宽度能反映da/dN的变化,但两者往往不一致。疲劳裂纹快速扩展为条纹与静断特征混合,快速扩展速率受K (1c)的大小所控制。     

一种确定有效应力强度因子ΔK_(eff)的解析模型

通过对疲劳裂纹尖端应力－应变的分析，提出了一种新的ΔＫｅｆｆ的定义，给出了确定ΔＫｅｆｆ的解析模型。将其应用于不同材料数据的分析，结果表明，该模型能够很好地描述疲劳裂纹的闭合效应，并能够给出裂尖附近的应力－应变响应，从而为更加合理地分析疲劳裂纹的扩展提供了重要的依据。     

球墨铸铁疲劳裂纹扩展的微观机制

研究了在恒幅拉伸循环载荷作用下球铁的疲劳裂纹扩展的微观机制，分析了石墨形态对铸铁疲劳裂纹萌生及扩展行为的影响。结果表明：铸铁的石墨形态对疲劳裂纹的萌生及扩展有很大影响。灰铁由于在共晶团内石墨片相互连接，疲劳裂纹总是沿着与外应力相垂直的石墨片／基体边界扩展。球铁的疲劳裂纹扩展受基体组织及石墨形态所左右，但在石墨球／基体界面产生的滑移带、塑性区及裂纹尖端钝化区决定着疲劳裂纹萌生及扩展的整个过程。球铁的疲劳裂纹扩展规律是：裂纹连续扩展—急速扩展—裂纹尖端钝化—重新诱发裂纹—连续扩展。