深潜耐压壳钛合金材料低周疲劳预测方法

传统的深潜耐压壳低周疲劳分析方法无法同时准确预测疲劳裂纹的萌生寿命和扩展寿命,本文依据连续损伤力学理论,采用实验与数值结合的方法,针对现有疲劳损伤模型的局限性,提出了能够考虑微裂纹闭合效应的疲劳损伤累积模型,给出了钛合金材料低周疲劳分析方法。通过数值模拟Ti80钛合金损伤演化过程,并将本文提出模型和Lemaitre疲劳模型的预测结果分别与实验值进行对比,结果表明：本文提出模型的平均误差为5.24%,比Lemaitre疲劳模型预测效果更好,说明该模型能更准确地模拟Ti80合金材料的低周疲劳行为。     

基于损伤力学的金属构件概率疲劳寿命预测方法

基于连续介质损伤力学,提出了一种预测金属构件高周疲劳寿命的概率方法.结合Eshelby-Kroner局域化准则和金属典型弹塑性本构方程构建了宏细观双尺度应力应变桥联方程;将Lemaitre疲劳损伤演化模型中部分参数随机化,通过对模型反演优化获取其概率特性.结合双尺度桥联方程和疲劳损伤演化概率模型建立了预测高周疲劳寿命的...     

Q345B母材及其焊接接头的低周疲劳行为

对Q345B及其光滑焊接接头的低周疲劳行为进行了试验研究.采用轴向对称应变控制方法,保持恒定应变速率为0.005 s-1,在0.3％～0.7％的应变范围内,在电液伺服疲劳试验机上测定了Q345B及其光滑焊接接头的低周循环应力响应特征、应变-寿命、应变-能量关系,并进行了对比分析.结果显示,Q345B母材在应变幅度低于和高于0.4％时分别呈现明显的循环软化和硬化现象,而焊接接头出现显著的硬化现象.与母材相比,焊接接头的低周转变寿命、疲劳强度和疲劳寿命明显减小.通过试验数据确定了Q345母材及其焊接接头Coflin-Manson关系的合理参数,建立了应变幅度-疲劳寿命及能量-寿命关系式.力学不均匀性引起的循环硬化趋势增加是导致焊接接头低周疲劳性能减低的主要原因.     

多级等幅疲劳加载下RPC的损伤累积及剩余寿命预测

为了进行活性粉末混凝土(reactive powder concrete,RPC)结构的疲劳寿命分析,对轴向循环压缩荷载作用下RPC的损伤累积行为进行了试验,利用残余塑性应变定义了RPC的疲劳损伤,给出了损伤演化方程.基于等效损伤准则,导出了反映RPC非线性损伤累积的力学模型,利用模型进行了RPC的剩余疲劳寿命预测.结果表明,理论损伤累积模型能较好地预测RPC的剩余疲劳寿命.     

碳／环氧典型层合板的疲劳试验和寿命估算

报导了碳纤维/环氧T300/QY8911典型层板[0]_(16)、[90]_(20)、[0/90]_(4s)和[0/±45/90]_(2s)拉-拉疲劳试验结果,应力比R=0.05,最大应力值选几种水平,加载频率f=15 Hz.试验过程中测定了试件刚度变化情况,建立了对数形式的拟合方程.针对不同层板的断口形貌和刚度消减情况,提出了相应的损伤模型和寿命估算公式.这些公式可进一步发展用来估算同种材料做成的各种层合板在拉一拉载荷作用下的寿命.     

厚壁钢桥墩的超低周疲劳裂纹萌生寿命预测

为获得厚壁钢桥墩的超低周疲劳裂纹萌生寿命,对多组厚壁钢桥墩进行数值模拟分析。采用钢材的混合强化模型预测厚壁钢桥墩在三种不同往复荷载作用下的滞回性能,并分别使用Ge模型中的局部损伤法与非局部损伤法得到不同网格尺寸下的钢桥墩超低周疲劳裂纹萌生寿命,然后使用Ge模型对厚壁钢桥墩的疲劳裂纹萌生寿命影响因素(翼缘宽厚比、试件通用长细比等)进行参数化分析。研究结果表明:混合强化模型能准确预测厚壁钢桥墩的滞回性能;Ge模型中的非局部损伤法能准确预测厚壁钢桥墩的超低周疲劳裂纹萌生寿命。最后基于裂纹萌生寿命的参数化分析结果,提出了预测钢桥墩超低周疲劳裂纹萌生寿命的经验公式。     

AZ91D应变状态下低周疲劳行为的研究

对AZ91D镁合金进行了应变控制单轴加载的低周疲劳试验研究,结果表明：AZ91D镁合金在低周载荷下,当循环应变幅值小于0．4％,材料表现出循环软化．随着循环应变幅值的增加,材料表现出明显的循环硬化现象;且随着应变幅值的增加材料的附加强化程度增大．当总应变幅大于1．0％,曲线的斜率基本不变,即循环应变硬化率大致相同．应变幅值对材料低周疲劳寿命有较大影响,随着应变幅值的提高,疲劳寿命降低．运用Coffin-Manson公式进行寿命预测,在高应变幅值下有较好的一致性．     

某E232型烟气轮机叶片疲劳寿命的研究

针对某E232型烟气轮机叶片进行疲劳寿命分析,得到多轴低周疲劳时叶片无催化剂颗粒冲击损伤的疲劳寿命分布;考虑催化剂等颗粒从不同的入射角度进入叶片流道这一现象,利用修正的MansonCoffin公式计算应力集中系数对其疲劳寿命的影响,获得叶片的总损伤,从而计算二级动叶片的寿命,为烟机设计者和使用者提供理论参考,具有一定的指导意义.     

超载方向对30CrMnSiA钢疲劳裂纹起始寿命的影响

本文总结了30 Cr Mn SiA钢的疲劳裂纹起始寿命及正、负超载对疲劳裂纹起始寿命影响的实验结果,并用公式Ni=C′_(pr)(ΔK_I/ρ~(1/2))~k_p对实验结果进行了拟合。实验结果表明,对于调质处理的30 Cr Mn SiA钢,其疲劳裂纹起始寿命为Ni=9.27×10~(12)(ΔK_I/ρ~(1/2))~(-2.94);经(ΔK_I/ρ~(1/2))_(OV)=2254 MPa的正超载后,Ni=1.74×10~(16)(ΔK_I/ρ~(1/2))~(-3.85)。正超载的主要作用看来是增大k_p的绝对值,这一作用难以用残留应力的叠加模型给以完满的解释;本文试图用切口根部塑性区内金属性能在超载后发生变化来说明。未观测到同等数值的负超载对30 Cr Mn SiA钢的疲劳裂纹起始寿命有任何影响。     

LC4CS铝合金的疲劳裂纹扩展速率表达式

采用实验方法测定了 LC4CS 铝合金板材在不同应力比下的近门槛区疲劳裂纹扩展速率。所得的实验结果可很好地用公式 dα/dN=(ΔK-ΔK_(th))~2拟合。对实验结果的分析表明,对于 LC4CS 铝合金,公式中 B 的值可由材料的杨氏模量估算;根据实验结果按照上述公式外推求得精确的ΔK_(th)值是可行的。依据实验和分析结果提出了 LC4CS 板材疲劳裂纹扩展速率的一般表达式。该式的有效性为文献中的实验结果所证实。本文的研究结果进一步表明,如果已知材料的ΔK_(th)值和中区(dα/dN=10~(-8)～10~(-6)m/cycle)疲劳裂纹扩展机制,则可根据材料的拉伸性能预测其疲劳裂纹扩展速率。     

一个疲劳损伤参量演化方程的建立与的拟合

循环塑性应变能作为疲劳损伤用于疲劳过程研究已经多年,但其演化规律的数学描述至今尚不完善。本文在分析循环塑性应变能循环相关特点的基础上,建立了它的损伤演化方程,并利用实验结果对该二元非线性方程进行了拟合。     

Fatigue behavior and cumulative damage rule of concrete under cyclic compression with constant confined stress

Fatigue is one of the main destructing forms ofsuch civil engineering structures as concrete bridges,concrete pavements, concrete crane beams, concretesleepers, concrete offshore platforms, etc. These struc-tures may be subjected to uniaxial and biaxial compres-sion fatigue loading caused by vehicles, crane vibra-tions, wind, and/or waves. Many studies have beencarried out to characterize the fatigue behavior of con-crete under uniaxial stress states[1 ~3]. Literature on thebehavior of concret…     

Q235焊接工字形钢支撑的低周疲劳性能试验及数值模拟

对19根Q235材质焊接工字形钢支撑进行了等幅轴向循环位移作用下的低周疲劳性能试验,基于观测到的翼缘出现可见裂纹时的循环次数提出了估算支撑低周疲劳寿命的经验公式。在试验基础上,对支撑滞回性能和低周疲劳性能进行了数值模拟。试验及数值模拟结果表明:试件在第1个弹塑性循环受压时就发生了出平面的整体失稳;从第3或第4个循环开始,支撑的抗压、抗拉承载力及单循环耗能进入到稳定退化阶段。将试验及数值模拟得到的支撑稳定承载力及跨中最大横向变形与相关规范、文献计算结果进行了对比,证实了相关规范、文献的可信性。总体上,数值模拟结果与试验结果吻合较好,但离散性小于试验结果。在数值分析得到的应力-应变结果基础上,利用2种临界面损伤模型预测了支撑裂纹萌生时的低周疲劳寿命,预测的裂纹萌生位置与实测位置一致,预测结果基本位于实测结果的3.5倍分散带以内,偏于安全一侧,同时发现残余应力对支撑的低周疲劳寿命基本没有影响。     

疲劳可靠度分析的概率密度演化方法

基于概率守恒原理,推导出疲劳损伤和随机参数联合概率密度函数服从的演化方程。据此计算的随机疲劳损伤概率密度曲面和累积概率分布函数等值线可以给出疲劳损伤概率结构的演化规律,并用以分析给定损伤阈值的疲劳可靠度。常幅疲劳可靠度的数值解与试验结果吻合良好。给定二级载荷各自的常幅疲劳寿命概率分布参数,根据Miner准则可以较好地预测二级低高加载变幅疲劳可靠度。     

论疲劳损伤演化的力学模式

本文讨论疲劳现象的力学基础。在建立了描述广泛力学现象的Ｌａｒａｎｇｅ方程之后，又进一步地推得了材料疲劳损伤的演化方程。并在均匀，各向同性及一维损伤情况下对演化方程作了较详细的讨论。     

焊接结构低周疲劳损伤分形演变模型

用宏观与微观相结合的方法研究焊接接头疲劳损伤演变规律。认为焊接接头中疲劳裂纹扩展路径在一定尺度范围内具有分形特征，用分形几何学方法建立裂纹扩展模型，将断裂力学的概念运用到损伤力学演化规律研究中，给出分形有效应力强度的表达式以及损伤演化率方程，推导出损伤演变方程，为从微观层次定量描述焊接结构疲劳断口特征及宏观疲劳断裂特性提供了一种新的有效方法。     

(“灾后重建专刊”稿件) 地震荷载作用下钢框架梁柱节点的低周疲劳损伤积累分析方法及探讨

根据目前报道的实验研究成果,本文介绍了钢框架梁柱节点低周疲劳损伤积累的分析方法。结合研究者提出的分析模型和设计规范,综述了梁柱节点寿命评估方法和低周疲劳损伤积累评估模型。重点包括S-N曲线、断裂力学和局部应变分析方法的比较,并对进一步的应用进行了探讨。最后为在国内进一步开展相关研究工作提出了建议。     

非线性疲劳损伤累积理论研究

为解决两级载荷作用下的材料常在损伤值不为一时破坏的问题，在原有常用疲劳累积理论的基础上，避开等效损伤，并考虑加载顺序、领域潜在损伤和损伤的非线性对材料疲劳寿命的影响，建立了一种非线性疲劳损伤累积模型及其计算公式，并利用两种材料疲劳实验数据，通过该模型预测了它们疲劳寿命，所得结果符合实际，证明了该模型及其计算公式对材料进行寿命预测是可行的．     

疲劳短裂纹损伤参量研究

用Monte Carlo方法建立了疲劳短裂纹演化过程的物理模型,实现了材料疲劳损伤微观物理过程。在此基础上对模拟结果进行了分析,探讨了表征材料损伤的疲劳损伤参数,提出一定面积上的裂纹总长度可以作为材料损伤的疲劳损伤参数。并拟合出裂纹总长度与材料相对寿命之间的关系及曲线,用于材料的疲劳寿命预测。     

基于损伤累积理论的多轴疲劳寿命预测方法

为估算工程构件的疲劳寿命,建立一种基于损伤累积理论的多轴疲劳寿命预测方法.利用有限元法和疲劳损伤累积理论对6种损伤参量进行修正,计算得到在单轴、双轴比例、双轴非比例、三轴比例和三轴非比例循环载荷作用下疲劳损伤累积规律,建立一种幂指数形式的损伤演化方程,估算疲劳寿命,并与试验结果进行比较.计算结果表明:单轴疲劳载荷作用时,损伤累积规律是线性的;多轴疲劳载荷作用时,损伤累积规律是非线性的;由这种方法预测的双轴比例、非比例加载的疲劳寿命与试验值吻合得很好.得到一种可解决三轴非比例加载疲劳问题的寿命预测方法,这种方法所需由试验确定的常数少.