弯扭复合应力疲劳强度准则

本文的目的是研究在疲劳设计中弯扭复合应力强度准则.通过对国产材料30CrMnSiNi2A 光滑试件和缺口试件的对称循环弯曲.扭转以及弯扭组合疲劳试验,在中等寿命区分别测定了七条 S—N 曲线,得出了 K_■随N变化的关系曲线.证实了根据剪切应变能理论建立的复合应力疲劳强度准则适合于弯扭组合圆轴的疲劳强度计算。还通过试验证实了具有应力集中构件的当量应力集中系数公式。从而,只要知道构件危险部位的应力状态和应力谱,再考虑各种影响因素,就可以根据一条光滑试件的 S—N 曲线估算出圆轴的高周疲劳寿命。所以,该准则的应用将为复合应力疲劳设计提供简便可行的方法。     

一种新的随机多轴疲劳寿命预测方法

提出一种多轴随机载荷下的疲劳寿命预测方法。该法首先基于von Mises等效应变和等效应力概念、符号修正公式以及传统的单轴雨流计数法,提出一种多轴随机载荷下的循环计数方法。此法主要针对多轴随机载荷下vonMises等效应变和等效应力历程中的符号丢失问题,建议采用一种符号公式来加以修正,以便于结合单轴雨流计数法对修正后的von Mises等效应变历程进行较为精准地循环计数,从而不仅有利后续疲劳损伤的正确估算,还可使单轴循环计数法能有效地应用于多轴载荷—时间历程。然后分析von Mises等效应变循环内的应变状态,并定义该循环内的临界平面和构造损伤参量的基本参数。最后,将提出的计数方法结合几种常见的临界面多轴疲劳损伤模型以及线性损伤定律,对随机拉—扭加载下的En15R钢薄壁管疲劳试件进行寿命预测验证,预测结果与试验结果吻合较好。     

联合收割机曲轴结构疲劳可靠性设计

以联合收割机曲轴为例,对受弯扭复合载荷下的结构疲劳可靠性设计方法进行探讨,建立了结构尺寸与寿命、可靠度求解模型,为一般机械结构的疲劳可靠性设计提供了依据。对曲轴进行的分析计算表明,进行结构疲劳可靠性设计可大大节省原材料。     

缺口件两轴循环弹塑性有限元分析及寿命预测

利用弹塑性有限元模拟,对高温两轴比例与非比例拉扭应变循环加载下的光滑薄壁管件与缺口轴类件进行研究.材料弹塑性特性用Von Mises屈服准则、多线性运动硬化准则和高温单轴循环加载的应力应变数据来描述.采用柱坐标系下在试样一端加轴向和周向位移来实现拉扭应变加载.对光滑薄壁管件的后处理结果与试验结果比较,证实了这种方法的正确性和可用性,进而应用到缺口件,得到缺口根部局部的循环应力应变响应.基于有限元数据,采用Kandil-Brown-Miller法和Smith-Watson-Topper法预测了缺口件疲劳裂纹萌生寿命.     

高温比例与非比例加载下多轴疲劳寿命预测

针对拉扭多轴疲劳加载情况,分析最大剪切平面上的应变特性。利用临界损伤平面原理确定不同加载参数下的临界损伤平面,在此基础上提出一种基于单轴疲劳材料常数和高温蠕变特性的高温多轴疲劳寿命预测模型。利用高温合金材料GH4169薄壁管疲劳试样在控制应变拉扭循环加载下的试验数据,对所提出的寿命模型进行验证。结果表明,在高温低周拉扭循环加载下,所提出的高温疲劳寿命预测模型可以较好地预测高温疲劳寿命。     

弯扭组合应力疲劳寿命估算法

本文介绍了在对30CrMnSiNi2A材料进行的对称循环弯曲、扭转、弯扭组合疲劳试验和非对称循环弯曲、扭转疲劳试验基础上,得出的一种非对称弯扭组合应力疲劳寿命估算法。     

单轴载荷下的无限寿命疲劳设计方法与设计数据

本文提供了作者在单轴载荷下的无限寿命疲劳设计方法和设计数据研究方面的试验研究结果。它们包括：单轴载荷下的无限寿命疲劳设计公式,疲劳缺口系数和尺寸系数的设计公式,表面加工系数线图,平均应力影响系数数据和计算公式,许用安全系数数据和６７种国产机械材料的疲劳极限数据．     

基于ANSYS Workbench的履带式风力灭火机风机输入轴设计

以履带式风力灭火机风机输入轴为研究对象，利用Solidworks2012建立三维模型，在受力分析的基础上，将模型导入ANSYS Workbench进行有限元静力结构分析，取代传统的弯扭组合强度校核计算，使得设计更为简便。分析结果提供风机输入轴应力及变形的参考数据，为后续轴的优化设计提供理论依据。     

螺旋输送机螺旋轴的设计和寿命预测方法的研究

提出以许用挠曲率为刚度条件，以校核刚度为主要计算方法，对受弯扭作用的螺旋输送机螺旋轴进行轴径和跨度的系列化设计；研究了根据挠曲率进行疲劳寿命预测，列出尺寸表供设计时选用；研究了螺旋轴折断的原因。研究结果适于工程应用。     

高温拉扭比例与非比例加载下循环特性研究

针对拉扭薄壁管疲劳试样,在控制应变拉扭循环加载下对高温合金材料GH4169的循环特性进行试验研究.分别测试和研究比例与非比例拉扭加载下拉与扭的应力响应值随循环数的变化关系.研究结果表明,低周拉扭疲劳加载下,拉与扭应力响应的硬化与软化特性取决于应变加载路径和加载参数.     

圆柱组合扭转螺旋弹簧的优化设计

根据组合扭转螺旋弹应满足的基本要求,导出了每个弹簧基本参数之关系。最终根据等强度条件,获得了是小应力条件下组合弹的优化设计参数,为组合扭转螺旋弹簧的设计计算提供了一种简捷而衫和的设计方法。     

S135钻杆钢的单轴疲劳性能对比

通过疲劳试验测定了S135钻杆钢在单轴对称拉-压和扭-转加载条件下的疲劳寿命,应用回归分析方法得到了单轴疲劳寿命的定量公式,并对疲劳断裂的机制进行了分析。结果表明:在双对数坐标中,疲劳寿命与有效应力幅呈良好的直线关系;扭-转疲劳极限与拉压疲劳极限之比为0.682;拉-压加载和扭-转加载下的裂纹均萌生于试样表面;拉-压疲劳试样的裂纹扩展以疲劳条带为主要特征;扭-转疲劳试样的裂纹扩展以剪切型涟波花样为主要特征。     

Stress analysis and design for a structural fatigue testing machine

A closed loop servo-hydraulic structural fatigue testing machine was developed. It can apply fatigue loads on actual engineering parts or components for their fatigue strength evaluation. The testing machine consists of a structural bending load frame, a structural torsion load frame, a hydraulic system, and a control system. Stress analysis and design for the crosshead, columns and test bed for the structural bending test frame are described. Finite element analysis was performed for the structural torsion load frame. Evaluation of the structural load frames and application of the test machine are briefly given.     

中碳钢多轴循环特性的试验研究

针对拉扭薄壁疲劳试样,在控制总应用拉扭循环加载下对中碳钢进行了试验研究。分别测试对称与存在平均拉扭应变情况下,比例加载与非比例加载时,拉与扭的应力响应值随循环数的变化情况。     

典型轴零件的综合机械性能分析

轴类零件是各种机械设备中最主要、最基本的典型零件,轴的主要工况是除承受交变弯曲应力和扭转应力外,还受冲击载荷作用,容易产生疲劳断裂,扭断、弯曲变形等.因此轴类零件不仅要有较高的综合机械性能,还需具有较高的疲劳强度,在设计加工时需考虑以上情况,以便提高轴的综合机械性能.     

基于疲劳强度设计的通用桥式起重机箱梁结构研究

根据GB/T 3811-2008《起重机设计规范》结构件疲劳强度校核方法,结合目前普遍使用的QD通用桥式起重机的设计图纸和制造工艺,运用疲劳许用应力法对QD通用桥式起重机主梁跨中截面,进行疲劳强度校核,发现校核结果不能满足疲劳强度设计要求.通过改善生产制造工艺来提高焊接箱梁残余应力分布均匀性,减小理论应力集中系数,提高...     

等幅载荷下的有限寿命疲劳设计方法

本文论述了等幅载荷下的有限寿命疲劳设计方法,研究了非对称循环下的疲劳寿命估算方法和疲劳强度评价方法,推导出了各种非对称循环下的疲劳强度判据和计算应力表达式。并用４种零件进行疲劳试验,对提出的疲劳强度评价方法的精度和安全性进行了验证。     

两级扭杆式平衡机设计及优化

以设计的两级扭杆式平衡机为对象,在综合考虑平衡机的结构尺寸、最大等效应力、最小输出转角等约束的基础上,利用有限元分析软件ANSYS对其进行了以疲劳寿命为目标的评估和优化。在确保扭杆具有足够的强度和输出转角的前提下,实现了多目标约束下平衡机疲劳寿命的提高。     

Fatique design of machine elements using the “Bagci line” defining the fatigue failure surface line (mean stress diagram)Calcul de fatigue des elements mecaniques par emploi des “Lignes Bagci” definissant la ligne de surface de defaut par fatigue (epure des efforts moyens)

Recently proposed fatigue failure surface line of Bagci that updates the Modified Goodman's, Gerber's, and Kececioglu's mean stress diagrams for the fatigue design of machine elements subjected to cyclic combined stresses having nonvanishing mean stress is presented [1]. It fits the most recent fatigue data well and defines the two design zones in the mean stress diagram in one zone limiting the zone by the yield strength of the material, thus, providing a unified fatigue design equation for machine members. Its incorporation with the basic stresses according to different strength theories, such as the maximum distortion energy theory, maximum shearing stress theory, maximum total strain energy theory, and Coulomb-Mohr theory is given. The method of determining theoretical geometric stress concentration factor for combined state of stress—which is used along with the notch sensitivity of the material to determine a fatigue strength reduction factor—is also given. Applications of the Bagci line to the fatigue design of machine members are shown with numerical examples.