应变疲劳可靠性分析的现状及展望

未来是应用塑性变形知识解决结构失效问题的时代,应变疲劳可靠性分析是其中重要问题之一,它在90年代才引起注意,文献很少。现有方法假设Coffin-Manson循环应变—寿命（CSL）关系中的疲劳强度和塑性系数为独立随机变量,强度和塑性指数为常数,实际上它们都是拟合试验数据的相关随机变量。因此,只适于缺乏试验数据时的近似分析。试验揭示了材料的循环应力一应变（CSS）响应存在很大分散性。考虑这一分散性和CSL与CSS关系中材料常数的相关性,建立新的方法是未来值得研究的基础课题。建立考虑平均应变/应力影响和多轴方法,使之应用于工程实践是值得进一步研究的重要课题。     

基于应变的疲劳可靠性分析新方法

应用随机循环应变载荷－强度干涉模型，建立了基于应变的疲劳可靠性分析新方法。新考虑了材料循环应力－应变响应的分散性。与现有方法不同，材料常数视为非独立随机变量，来自于试验数据的回归结果。随机循环应力－应变行为和循环应变－寿命关系分别采用概率曲线来描述。循环应变载荷和强度的概率密度函数可显式分别由这些曲线求得。方法可方便拓展到如现有方法确定性循环应力－应变模型情形。核工程材料？１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢管道焊缝金属的试验结果分析说明了方法的有效性。     

应变疲劳可靠性理论与方法的新进展

介绍概率应变疲劳试验法、评价模型和损伤随机演化机制方面的新进展。突破经典极大似然法在参考试验载荷之外的单试样限制，提出新的广义极大似然疲劳试验法。新发现随机循环应力—应变响应现象并建立其概率模型。新发展概率疲劳应变一寿命模型。概率模型参数由称为广义极大似然法的方法确定，在整体数据层面综合考虑数据分散性规律与样本量对概率评价的影响。考虑随机应力—应变关系反映“随机应变载荷”、随机应变—寿命关系揭示材料的“应变强度”，提出随机应变载荷—强度干涉恒幅可靠性模型，与Keciguliu的递推法结合可进行变幅和应变载荷谱下的可靠性分析，形成了应变疲劳可靠性理论和方法的新体系。进一步根据有效短裂纹准则，揭示疲劳性能随机及演化性的本质原因源于主导有效短裂纹萌生区域及其裂尖区域微观结构扩展条件的差异及演化性；随机疲劳裂纹扩展、应变—寿命和应力—应变关系是3个关联的随机疲劳关系；疲劳损伤是一个由初始混沌状态，到独立无关的随机状态，然后到史相关随机状态的演化过程。     

考虑疲劳本构随机性的结构应力疲劳可靠性分析方法

提出考虑疲劳本构关系随机性的结构应力疲劳可靠性分析方法。视循环本构模型的材料常数为相关随机变量,考虑存活概率和置信度2个概率测度,与疲劳试验有机结合,应用极大似然原理建立随机疲劳本构的概率模型。随机疲劳强度即概率S－N关系也用2个概率测度下表征,并考虑从中短到长寿命阶段的可能工程实践范围。基于载荷史服从疲劳本构关系产生随机应力载荷、给定寿命时概率S－N关系揭示结构强度分布的观点,建立随机应力载荷—强度干涉可靠性分析模型,可实现任意概率水平的可靠性寿命预测和可靠度评定。中国铁路货车RD2型车轴的可靠性寿命预测和可靠性评定,说明了方法的有效性。     

起重机械疲劳断裂可靠性分析的新进展

在疲劳断裂可靠性经典算法的基础上,结合新的数学理论方法,重点分析起重机械疲劳断裂可靠性分析的新方法和新模型。本文主要讨论随机有限元法、基于神经网络的可靠性模型、基于支持向量机的可靠性模型、基于混合遗传算法的可靠性模型和应变疲劳可靠性模型。     

起重机车轮的疲劳可靠性分析

根据起重机车轮的工作应力和疲劳强度的概率分布,采用疲劳可靠性设计方法,对车轮进行分析计算,建立车轮许用轮压与起重机机构工作级别、车轮直径、轨道曲率半径及材料疲劳强度极限等因素之间的关系,为起重机车轮的合理选用提供了一种理论依据。     

起重机械疲劳断裂可靠性分析的新进展

金属结构的疲劳断裂是影响起重机械其使用寿命、对人员造成伤害的危险因素之一。对起重机械金属结构疲劳断裂的情况进行分析,以及可靠性进行研究,为起重机械的运行安全保驾护航。     

探究起重机械疲劳断裂可靠性分析的新进展

为探讨起重机械疲劳断裂可靠性分析的新进展,采用理论结合实践的方法,立足起重机械疲劳断裂的相关概述,分析了起重机械疲劳断裂的成因,以及起重机械疲劳断裂可靠性分析的新进展,并提出起重机械疲劳断裂修复要点。分析结果表明,起重机长期在恶劣的环境下超负荷工作,极易发生机械疲劳断裂,影响起重机运行的安全性。对起重机械疲劳断裂可靠性进行分析研究,并采用科学的修复方法,有利于延长起重机的安全使用寿命,提升经济效益。     

涡轮盘低循环疲劳两种可靠性分析方法的对比

使用基于应力和基于应变的疲劳可靠性分析方法,对比分析了涡轮盘低循环疲劳寿命及可靠性。P-S-N曲线由三参数函数式来描述,并由异方差回归拟合,涡轮盘危险点的应力应变可由有限元分析和响应面法得到,对比了应力寿命、应力强度、应变寿命和应变强度四种疲劳可靠性模型的寿命及可靠度,结果表明基于应力的分析方法,也可用于涡轮盘低循环疲劳可靠性分析。     

疲劳／断裂可靠性研究现状与展望

首先简单回顾了疲劳可靠性发展的历史。主要介绍了疲劳／断裂可靠性的几个方面方面及其在工程中的应用，阐述了疲劳／断裂可靠性领域的一些重要研究成果，最后，展望了跨世纪疲劳学的基础研究。     

RESEARCH PROGRESS ON STRUCTURAL FATIGUE RELIABILITY DESIGN AND ANALYSIS METHODS OF CHINESE RAILWAY VEHICLES

A state-of-art review is given to the new advances on fatigue reliability design and analysis methods of Chinese railway vehicle's structures.First,the structures are subject to a complicated random fatigue stressing history and this history should be determined by combining dynamic simula- tion and on-line inspection.Second,the random fatigue constitutions belong to an intrinsic fatigue phenomenon and a probabilistic model is developed to well describe them with two measurements of survival probability and confidence,similar model is also presented for the random stress-life rela- tions and extrapolated appropriately into long fatigue life regime.Third,concept of the fatigue limit should be understood as the fatigue strength at a given fatigue life and a so-called local Basquin model method is proposed for measuring the random strengths.In addition,drawing and application methods of the Goodman-Smith diagram for integrally characterizing the random fatigue strengths are established in terms of ten kilometers.Fourth,a reliability stress-based method is constructed with a consideration of the random constitutive relations.These new advances form a new frame work for railway fatigue reliability design and analysis.     

掘进机回转台动态可靠性与疲劳寿命分析

作为掘进机关键零件的回转台,其性能对掘进机的工作效率及动态可靠性有重大影响。以刚柔耦合多体系统动力学理论为基础,建立以回转台为模态中性文件的掘进机刚柔耦合虚拟样机模型;结合实际工况,基于项目组开发的"掘进机载荷计算程序"计算获得了截割头的载荷文件,通过Adams仿真得到了回转台的应力与应变云图;基于Adams的仿真结果,利用NSOFT软件和可靠性理论对回转台进行疲劳寿命可靠性分析,对疲劳寿命可靠度较低的10个区域进行优化,使回转台等效应力降低了35.027%,关注区域均达到可靠工作条件,满足使用要求。     

疲劳寿命可靠性分析模型

基于寿命失效准则：使用寿命≥疲劳寿命，建立一种直接基于疲劳寿命分布的可靠性分析模型。并从理论上证明了该模型与应力－强度可靠性干涉模型的一致性。     

复合材料层合板疲劳寿命的可靠性分析

基于唯象的剩余强度衰减模型与蔡－希尔静强度判据,建立单向层合板在任意复杂面内应力作用下的疲劳失效准则。利用蒙特卡洛模拟方法计算层合板的疲劳寿命,并对其进行可靠性评估。根据Ｔ３００／ＱＹ８９１１的三种典型层合板［０］１６、［９０］２４和［±４５］３Ｓ的拉—拉疲劳试验结果,利用蒙特卡洛模拟方法计算层合板的疲劳寿命,结果表明寿命服从Ｗｅｉｂｕｌ分布。     

ASP泵转子疲劳寿命研究与可靠性分析

以单级双吸式离心泵ASP150-355R为研究对象,运用Pro/Engineer对转子结构及附属零件进行建模。通过有限元软件Ansys Workbench对转子结构做静力分析和疲劳寿命分析,得出转轴最大损伤位置和最小的疲劳寿命循环次数,与静力分析的结果形成对应,验证了疲劳分析的正确性。应用Ansys APDL命令流对转轴进行参数化建模并生成概率分析文件,通过Ansys PDS模块对转轴进行可靠性分析,得出泵轴在一定置信度下的可靠度,在置信度为95%时,转轴结构的可靠度为0. 936,该泵组在设计工况下是稳定的,转子的工作性能满足设计要求。研究结果对同类泵组在设计工况下的性能有一定参考价值。     

飞机结构中下陷结构的疲劳可靠性分析

主要分析和试验研究了飞机结构的下陷结构的细节参数中下陷过度区尺寸Ｌ２、下陷曲率半径与疲劳寿命的关系,通过采用应力场强法对下陷结构进行有限元计算和疲劳试验得到,Ｌ２的增加可延长结构的疲劳寿命,而Ｒ的小范围尺寸变化不会对寿命有太大影响。