振动载荷下薄板疲劳寿命预测

为避免因时域信号过长而无法加载的情况,采用传递函数理论进行应力危险部位处应力功率谱密度仿真与实验验证。根据带宽系数确定Dirlik的寿命预测方法,结合S-N曲线进行基于功率谱密度下的疲劳寿命预测,并通过时域法进行寿命结果验证。结果表明:Dirlik方法寿命结果和时域法相对误差较小,寿命预测方法准确,为提高汽车零部件的疲劳寿命精度研究提供参考。     

多轴疲劳寿命频域估计方法

研究了多轴随机应力作用下的疲劳寿命频域估计方法，归纳出多轴疲劳寿命频域估计方法的基本思想，并针对多轴疲劳等效应力法中的三种基本原则：最大主应力原则、最大剪应力原则和最小畸变能原则分别给出具体分析方法，为实际工程中大量存在的多轴疲劳寿命估计问题，奠定了频域分析方法基础。     

应力场强法在多轴疲劳寿命估算中的应用

将预测疲劳寿命的方法－－应力场强法理论初步应用到单轴加载和多轴加载下的疲劳寿命估算。同时，对于单轴加载和多轴比例加载给出预测算例，并与其试验结果进行对比，结果表明应力场强法是一种较好的预测多轴疲劳寿命的方法。     

平稳随机应力环境下构件疲劳寿命计算

基于稳定循环应力下构件疲劳的α-N曲线及不稳定循环应力下的Palmgren-Miner疲劳线性累积法则,讨论了窄带平稳随机应力环境下构件疲劳寿命的计算方法,利用给定应力谱的随机应力作用下应力峰值的概率分布导出了累积疲劳的计算公式,并指明了其适用范围和应用意义。     

某型汽车起重机起重臂的应力和应变疲劳寿命预估

以某型现役汽车起重机起重臂钢结构为研究对象,基于单位载荷下的名义应力谱和FE-SAFE(durability analysis software for finite element models)耐久性分析软件,建立起重臂钢结构件的应力及应变疲劳寿命预估模型,给出该材料的应力及应变寿命曲线,并分别采用应力、应变疲劳损伤模型,对该型起重臂钢结构的疲劳寿命进行预算。预算结果表明该型起重机起重臂结构工作30 978个循环时出现裂纹,而其使用寿命为392 699个工作循环。计算结果与试验结果对比得出:两种寿命预估模型结果与试验值基本符合,故该型现役起重机检修周期和使用寿命的制定应采用两种疲劳寿命预估模型综合考虑。     

基于损伤力学-临界面法预估多轴疲劳寿命

基于损伤力学理论建立的非线性疲劳寿命预估模型在多轴疲劳寿命预估中获得了广泛的应用,但该模型并未考虑损伤面发生的位置及其物理意义,将其与临界面法相结合提出一种新的多轴非线性疲劳寿命预估模型,新模型能够弥补现有的非线性疲劳寿命预估模型未考虑临界面物理意义的不足。新模型从损伤的角度来预估多轴疲劳寿命,不仅考虑了临界面上裂纹形成及扩展的物理意义、相位差对附加强化现象的影响,而且对非对称加载下的平均应变进行修正。新模型仅仅利用单轴疲劳试验数据以及单轴疲劳材料常数就可以预估出试样的多轴疲劳寿命,从而避免了代价高昂的多轴疲劳试验。采用45钢、316不锈钢、钛合金TC4三种材料的多轴疲劳试验数据对提出的模型进行评估和验证,对几种材料比例/非比例以及对称/非对称加载下的多轴疲劳寿命进行预估,预估结果与试验结果的误差都在5%以内,结果表明提出的多轴非线性疲劳寿命预估模型具有较高的预估精度。     

考虑应力梯度效应的多轴疲劳寿命预估方法研究

针对局部应力应变法在多轴缺口件疲劳寿命研究中未考虑应力梯度的问题,提出了考虑等效应变、非比例附加强化和应力梯度效应的多轴疲劳损伤参量.考虑剪应力和正应力梯度效应对材料疲劳损伤的影响,引入综合反映剪应力和正应力共同作用的等效应力梯度因子;基于Von Mises等效应变准则,结合Man-son-Coffin方程,建立了一种...     

结构声疲劳寿命估算的功率谱密度法

通过对现行传统声疲劳分析方法的回顾，以及对声疲劳学科所涉及的理论的深入研究。提出了进行声疲劳分析的功率谱密度法。它能够解决或部分解决传统声疲劳分析存在的问题，能够考虑多模态复杂结构的噪声响应，完成让许多科技工作者感到的频域到时域的转换。     

连接件振动疲劳寿命分析的应力严重系数法

针对连接件振动疲劳涉及的应力集中以及接触非线性问题,借鉴准静态疲劳分析的应力严重系数（stress severity factor,简称SSF）法对于应力集中以及接触问题的分析方式,将其推广到随机振动,采用等效SSF模型计算应力响应,提出连接件振动疲劳寿命分析的SSF法。算例验证结果显示,2个载荷谱激励下,振动疲劳寿命的计算误差分别为27.3%和30.7%。结果表明,SSF法具有快速、高精度的特点,能够达到工程中快速评估连接件振动疲劳寿命的需求。     

低应力高周疲劳的寿命计算

在适用于中，长寿命的Ｓ－Ｎ公式的基础上，提出了对低应力，高周疲劳的一种新的疲劳寿命估算公式，并用实验室试验和实际使用进行了验证。在低应力，高周循环疲劳寿命的估算中，这一新的公式比常用的公式更准确些。     

基于功率谱密度信号的疲劳寿命估计

简单回顾当前存在的从功率谱密度信号计算疲劳寿命的方法,并将说明Ｄｉｒｌｉｋ方法能给出与传统时域疲劳计算方法最为接近的结果。     

基于功率谱密度的疲劳寿命估算

利用随机振动理论、强度理论和Miner线性累积损伤模型,获得窄带随机振动下基于功率谱密度(P．S．D)的构件疲劳寿命估算公式。根据P．H．Wirsching对不同P．S．D形状修正结果以及Dirlik的经验估计方法,建立了适用于宽带随机振动构件的疲劳寿命估算公式。该寿命估算公式不需要对变幅应力进行循环计数。讨论了局部危险部位应力功率谱密度获取的常用方法。研究了用经验方法确定构件的p-s-N曲线。用寿命估算公式对某构件进行了寿命预测。     

结构声疲劳寿命估算中的随机响应分析——功率谱密度法

通过对传统声疲劳分析方法的回顾，以及对声疲劳学科所涉及的理论领域的深入研究，作者认为传统的声疲劳分析方法在响应计算中存在明显不足，它仅考虑了少数固有频率甚至单一固有频率的影响，对一个宽频带的噪声激励谱的响应分析过于粗糙，对于高声压级的噪声载荷，由于非线性大挠度的影响使结构固有频率发生偏移，分析计算结果误差更大。为此，本文提出所谓功率谱密度法，完成了声疲劳寿命估算的随机响应分析     

多轴疲劳寿命工程预测方法

介绍了一种预测受多轴交变载荷工程构件的低周疲劳寿命的方法。该方法以实例的应变计响应作为输入,通过一个循环塑性模型计算测量点的弹塑性应力应变分量,然后用多种多轴临界面疲劳损伤模型计算寿命。所发展的程序可处理一般的自由表面疲劳问题,它的应用通过分析一个典型的汽车零部件得到说明。     

基于频域法的随机振动疲劳加速试验设计

基于结构疲劳寿命频域分析法中的Bendat法和Dirlik法,通过理论推导分析证明并建立了随机振动疲劳试验中激励谱量级、响应应力水平和疲劳寿命之间的线性关系式。基于有限元仿真的分析结果,提出了一种利用此等效关系进行加速试验激励谱量级确定的方法。算例表明,该加速方法可缩短试验时间,为改进设计和提高质量等工作提供参考依据。     

45钢非线性多轴疲劳累积损伤律研究

对45号中碳钢薄壁圆管试件进行了拉-扭复合双轴加载的多种比例及非比例路径下的常幅疲劳寿命试验以及多种组合两级变路径的多轴累积疲劳试验。应用所得试验数据对现有的常用疲劳损伤累积模型进行验证,基于Manson损伤曲线累积模型添加载荷路径变换因子,提出了一个适用于多轴非比例加载的非线性疲劳损伤累积模型,并对模型进行了验证,数据点基本控制在2倍误差带之内,得到令人满意的预测结果。     

2A12航空铝合金多轴疲劳试验及应力准则寿命预测模型研究

针对多轴疲劳失效问题,选取2A12航空铝合金进行应力幅比变量、相位差变量和平均应力变量的多轴疲劳试验。对常用的3种多轴疲劳应力准则寿命预测模型（即Lee准则、Carpinteri准则和Sines准则）进行讨论,并通过引入应力幅比参量和相位差参量,提出基于Carpinteri准则的修正模型。将不同条件下2A12航空铝合金的试验寿命与不同应力准则下模型的预测寿命进行比较,结果表明：Lee准则对上述多轴疲劳试验的预测结果过于危险;Carpinteri准则和Sines准则由于未考虑拉-扭应力幅比和相位差因素,预测寿命与实际寿命相比均出现了较大偏差;修正后的应力准则寿命预测模型在不同条件下90%的寿命预测数据在两倍误差带内。     

多轴变幅载荷下基于载荷支配模式的缺口件疲劳寿命预测方法

提出一种多轴变幅载荷下基于载荷支配模式的缺口件疲劳寿命预测方法。首先,通过循环计数方法确定多轴变幅载荷历程的计数循环(反复);其次,通过材料的循环应力应变关系和Neuber法推导出虚拟等效应变与真实等效应力之间的关系,并且分别将拉伸型和剪切型Shang-Wang多轴疲劳损伤参数替换虚拟等效应变幅来求解临界面上的真实等效应力幅;然后,通过真实等效应力幅和Neuber法则计算临界面上真实的拉压和剪切等效应变幅,并运用Manson-Coffin方程分别计算缺口部件的拉压和剪切疲劳寿命;最后,选择拉压和剪切疲劳损伤值中的较大值作为每个计数反复的疲劳损伤,并采用Miner法则进行疲劳损伤累积。缺口件多轴疲劳试验结果表明,采用基于载荷支配模式的缺口件疲劳寿命预测方法具有较高的预测准确度。     

考虑平均应力效应的Tovo-Benasciutti疲劳寿命预测模型

为了考虑平均应力对循环载荷作用下结构振动疲劳寿命的影响,对Tovo-Benasciutti疲劳损伤模型进行了平均应力修正。采用径向基函数法构造平均应力修正系数与随机应力带宽系数之间的近似模型,建立了考虑平均应力的Tovo-Benasciutti疲劳损伤模型。利用所建立的模型对某简单梁进行了疲劳寿命估计。结果表明：考虑平均应力效应的Tovo-Benasciutti模型能得到与试验更一致的结果。