影响连续油管疲劳寿命的因素分析

连续油管的疲劳寿命是衡量连续油管质量好坏的关键因素,建立了连续油管的疲劳寿命预测模型,根据模型计算结果,利用图表法系统地分析了影响连续油管疲劳寿命的因素,并据此提出了提高连续油管使用寿命的建议和措施。     

连续油管疲劳寿命预测模型的建立

连续油管的失效主要是弯曲疲劳失效,因此连续油管的疲劳寿命成为衡量其可靠性的关键 指标。而连续油管疲劳是应力状态较复杂的多轴超低循环疲劳。目前该疲劳 寿命预测理论还很不成熟。笔者在综述了连续油管疲劳研究方法的基础上,利用等效应力建立了连续油管的疲劳寿命估计模型,得到了一个可应用于油田现场实际的半经验寿命公式,并用实验结果进行了验证。     

耐热钢蠕变疲劳寿命预测模型的研究现状

蠕变疲劳寿命预测模型的选择是一个复杂的过程,不仅与模型的内变量相关,而且与模型构建的理论基础有关。基于损伤力学和断裂力学概述了几种耐热钢的蠕变疲劳寿命预测模型,探讨了模型的应用领域和适用性,并对耐热钢寿命预测模型的发展方向进行了展望。     

基于隶属函数的疲劳寿命预测模型

针对传统疲劳寿命预测误差较大的问题,提出了将隶属函数应用于疲劳寿命预测的新方法,并建立了基于隶属函数的疲劳寿命预测模型。该摸型考虑了低于疲劳极限的应力所带来的损伤作用,实例对比分析表明：所建立的预测模型具有精度高、适用性强、使用方便的特点,是一种实用有效的预测方法。     

基于固有频率变化的点焊接头疲劳寿命预测

为得到固有频率随疲劳裂纹扩展的变化规律,在拉剪点焊试样有限元模型中,使用逐渐由少到多断开单元节点的方法模拟裂纹扩展过程.根据损伤力学原理和裂纹在横截面上的投影定义了损伤,建立了基于载荷幅和平均应力的疲劳寿命预测模型.利用此模型预测了实际试样的疲劳寿命.寿命预测结果与实验寿命结果对比表明,此疲劳寿命预测模型能较好地估算点焊结构的疲劳寿命.     

三种Al_2O_3-ZrO_2陶瓷材料的寿命预测

本文修正了陶瓷材料的疲劳寿命预测模型,使它包含了受载体积因素的影响,并在试验研究的基础上根据修正后的寿命预测模型作出了三种增韧氧化铝陶瓷的σ-p-t图,利用σ-p-t图可改进陶瓷的成分设计和工艺。     

钢质蜂窝夹芯梁高温疲劳试验及寿命预测研究

针对实际工程中钢质蜂窝夹芯结构在热环境下的疲劳耐久性及寿命问题,开展了400℃下的三点弯曲疲劳试验研究,得到S-N曲线.基于刚度退化,提出一种用于该类材料在高温下的疲劳寿命预测模型和损伤演化模型.该方法允许预测不同载荷水平下的疲劳寿命,避免了大量重复性疲劳试验.应用于模型的参数与材料性质、高温等试验条件有关.借助简单模...     

航空发动机用钛合金TC17疲劳失效研究

为了揭示钛合金TC17疲劳失效机理,本文针对钛合金TC17疲劳研究建立了适用于钛合金TC17的疲劳寿命预测模型。采用超声疲劳试验技术,对钛合金TC17进行不同应力幅值条件下的疲劳试验,并对试件的表面形貌进行定量检测。应用经典的两参数模型(Basquin模型),结合钛合金TC17疲劳试验结果,提出了超高频率载荷作用下的钛合金TC17应力-寿命(S-N)曲线。使用扫描电镜显微镜对试件断口形貌特征进行观察,分析表面粗糙度对钛合金TC17高周及超高周疲劳失效机理的影响及疲劳性能的劣化作用。结果表明:TC17疲劳强度为615 MPa,表面粗糙度是引起TC17疲劳失效的主要因素。研究内容对钛合金TC17零部件维护及寿命预测具有积极意义。     

玄武岩纤维增强再生混凝土的单轴受压疲劳试验研究

在素混凝土中掺入纤维能提高其抗疲劳性能.威布尔分布模型是常用的疲劳寿命预测模型.对玄武岩纤维体积掺量（RB）分别为0%,0.05%,0.10%,0.15%的玄武岩纤维增强再生混凝土（BFRRC）试件进行抗压疲劳试验研究,并用威布尔分布模型对疲劳寿命进行拟合.研究表明：在再生混凝土中掺入玄武岩纤维,能大幅度提升其疲劳寿命,尤其是在较低应力水平条件下增幅更明显.加载应力水平对BFRRC的疲劳寿命影响较大,随着加载应力水平的增大,试件承受的加载循环次数大幅度降低.通过矩估计法求得威布尔分布的参数估计值,并利用K-S检验,对不同应力水平条件下的BFRRC疲劳寿命进行假设检验,验证得到BFRRC的疲劳寿命服从威布尔分布.     

蒸汽发生器炉管剩余寿命可靠性分析

通过对炉管材料高温性能分析，结合蒸汽发生器工况条件，综合考虑影响其寿命的腐蚀、温度、损伤等不确定因素，利用可靠性理论和方法，建立炉管剩余寿命的预测模型，对炉管剩余寿命进行可靠性分析。计算分析表明，腐蚀速率是影响蒸汽发生器炉管寿命的重要因素，提高蒸汽发生器炉管运行寿命首要工作是减少炉管的腐蚀。以油田多台在役蒸汽发生器为例进行计算，结果表明，该预测模型是正确的，符合实际的。计算软件的应用为蒸汽发生器的维修决策提供了科学依据，并大大地提高了油田生产效率。     

风力发电机旋转样本谱及疲劳寿命预测

为了考虑桨叶旋转效应,准确进行风力发电机疲劳寿命预测,提出了基于旋转样本谱的风力发电机疲劳寿命预测模型.借助Fourier变换,推导了考虑旋转效应的旋转样本谱,并与Von Karman谱(一种固定点紊流风谱)进行比较.在旋转样本谱的基础上,提出了源于Palmgren-Miner线性损伤准则的风力发电机疲劳寿命预测模型,并以1.25MW风力发电机为例进行疲劳寿命分析.结果表明,与固定点紊流风谱相比,旋转样本谱的能量分布发生了根本变化,其能量由低频向高频移动,在高频段曲线会出现多峰情况;基于旋转样本谱的疲劳寿命分析更接近实际情况,而基于Von Karman谱进行风力发电机疲劳寿命预测不够精确,且偏于不安全.     

神经网络在锈蚀钢筋疲劳寿命预测中的应用

在锈蚀钢筋轴向拉伸疲劳试验的基础上,利用BP神经网络较强的高次非线性能力和自学习能力,建立预测锈蚀钢筋等幅疲劳寿命的BP神经网络模型。基于非线性疲劳损伤理论,把等幅疲劳荷载作用下锈蚀钢筋的疲劳寿命预测神经网络模型进一步发展成变幅疲劳荷载作用下的锈蚀钢筋疲劳寿命预测神经网络模型。通过利用锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳试验数据对该模型进行训练和检验,证明所建立的预测锈蚀钢筋变幅疲劳寿命的BP神经网络预测模型精度较高,适用性强,可为锈蚀混凝土桥梁的剩余疲劳寿命评估提供必要的依据。     

橡胶球铰疲劳裂纹扩展寿命预测

通过橡胶纯剪试样疲劳裂纹扩展试验,得出了裂纹扩展速率与撕裂能之间的关系;以单位撕裂能范围为损伤参量,建立了复杂应力状态下的橡胶疲劳裂纹扩展寿命预测模型.基于ABAQUS有限元结构分析和橡胶材料等效应力计算方法,得出橡胶球铰在疲劳载荷下的单位撕裂能范围;对橡胶球铰的疲劳裂纹扩展寿命进行分析预测,并通过产品台架疲劳实验进行验证,结果表明橡胶球铰经过200万次疲劳试验后无明显裂纹,没有发现失效破坏,与寿命预测值基本吻合.     

喷丸残余应力对裂纹扩展疲劳寿命的影响

为了研究喷丸表面处理对试样疲劳寿命的影响,基于ABAQUS软件建立含喷丸残余应力场的四点弯曲试样有限元模型和考虑裂纹闭合效应的裂纹扩展疲劳寿命预测模型。基于该模型研究了不同应力比及不同喷丸工艺条件下的受喷与未喷试样的裂纹扩展疲劳寿命。结果表明,正应力比越大越不容易产生裂纹闭合从而寿命越短,不同应力比条件下喷丸试样的疲劳寿命均约为相同条件下未喷丸试样的2.5倍;单独喷丸强化对裂纹扩展疲劳寿命的提高作用高于喷丸成形与强化的联合作用。主要是由于喷丸强化产生的残余压应力在距离表层较近的范围大于成形与强化联合作用所产生的残余压应力,且该残余压应力对裂纹扩展疲劳寿命的提高起主导作用。通过预测结果与文献实验结果的对比,验证了本文所建模型的正确性及有效性。     

轮式装载机半轴载荷谱编制及疲劳寿命预测

通过实测装载机半轴典型作业工况的载荷信号,编制了半轴的载荷谱,为预测半轴疲劳寿命提供了载荷条件。根据所编制的载荷谱和半轴有限元分析结果,利用Miner准则对半轴进行了疲劳寿命预测。分析了不同工况对疲劳寿命的影响。结果表明:原生土和半湿土工况造成的疲劳损伤比例达到68.6%,而其他工况造成的损伤较小。考虑到不确定因素对疲劳寿命的影响,对半轴的疲劳寿命进行了灵敏度分析。由灵敏度分析结果可知,当半轴表面有100MPa的残余压应力,可提高寿命3.7倍;载荷幅值增加10%,寿命减少80%。该方法可以为准确预测装载机半轴疲劳寿命,改进半轴结构提供参考。     

结构疲劳寿命评估的专家系统

提出一种含裂纹构件疲劳寿命模糊评估的方法;并以这个评估方法为基础,设计了一个结构疲劳寿命评估的专家系统 。结果表明本系统采用知识的因素表示方法来表示知识和经验,适合处理模糊性知识;有对专家直接进行咨询的知识获取了系统,因而有较强的自动知识获取能力;揄模型采用特征统计揄法,结构可靠性程度高;具有戾发式和人机交互式搜索策略,使用列为灵活。     

氯氧镁涂层钢筋混凝土两重因素耦合作用下的耐久性模型

针对只考虑氯离子、硫酸根离子或碳化作用下混凝土寿命预测模型与实际服役条件不相符的问题,提出利用反映钢筋锈蚀的腐蚀电流密度和表征混凝土破坏的相对动弹性模量评价参数作为边缘分布函数参数,在Copula函数的基础上建立耦合因素作用下氯氧镁涂层钢筋混凝土(MOCRC)寿命预测模型。结果表明:Gumble-Copula函数可以很好地对两重耦合因素作用下的MOCRC耐久性进行预测,MOCRC在20 000 d左右发生破坏。两重耦合因素作用下Copula函数寿命预测模型的建立,为多重因素耦合作用下的寿命预测模型提供了新的研究方向。     

在役混凝土T梁疲劳刚度退化及寿命预测方法

为获取在役混凝土T梁疲劳刚度退化规律,开展疲劳寿命预测,基于损伤力学理论构建了考虑开裂损伤的混凝土T梁阶梯刚度模型,通过对3根10 m钢筋混凝土T梁足尺模型进行静力和疲劳破坏试验,获取了疲劳剩余刚度随荷载作用次数的演化规律。引入疲劳损伤系数和刚度退化系数,建立了在役混凝土T梁疲劳寿命预测模型。分析结果表明：随着荷载作用次数的增加,桥梁剩余刚度呈现三阶段衰减,其中疲劳初期和后期阶段衰减较快,但占总寿命比重相对较小,而疲劳中期阶段呈线性稳定退化,约占疲劳总寿命的80%以上,为桥梁服役的主要阶段,疲劳破坏时剩余刚度约为初始刚度的82.7%。最终,针对在役混凝土T梁桥工作性状,提出了在役钢筋混凝土梁桥寿命预测方法,相关研究成果可为此类桥梁寿命预测研究提供理论支持。     

用改进的史密斯公式预测汽车车轮疲劳寿命

根据疲劳寿命预测理论,将史密斯公式作适当的改进,使之包含影响高周疲劳寿命的因素。引用LBF研究所的八级载荷谱作为车轮工作时的载荷谱,用有限元分析的应力值作为基本参数,将改进后的史密斯公式用于车轮的疲劳寿命预测,并以车轮弯曲疲劳试验结果验证此种方法预测寿命的可信性。     

超期服役铁路罐车罐体的剩余寿命评估

在考虑超期服役铁路罐车罐体的缺陷、材质变化情况的基础上，对罐体的应力进行全面的计算，然后系统全面地分析罐体的缺陷敏感性、耐腐蚀寿命、疲劳寿命以及疲劳裂纹扩展控制的疲劳寿命等，从而得出罐体的继续使用寿命、安全使用的条件等。