变幅载荷下的有限寿命疲劳设计方法和设计数据

本文论述了变幅载荷下的有限寿命疲劳强度评价方法与寿命估算方法,给出了用Ｍｉｎｅｒ法则、修正Ｍｉｎｅｒ法则和Ｃｏｒｔｅｎ－Ｄｏｌａｎ理论进行疲劳强度评价和寿命估算的方法和计算公式。最后,还用４种零构件进行随机疲劳试验对三种累积损伤理论的疲劳强度评价和寿命估算精度和这生进行了验证和对比。     

确定Corten－Dolan疲劳损伤公式指数d的试验方法探讨

近来的研究表明［１，２］，Ｃｏｒｔｅｎ－Ｄｏｌａｎ损伤公式中的指数ｄ可能不简单地是一个材料常数，它不但与材料有关，而且还与载荷谱的水平有关，不同的载荷谱将对应不同的ｄ值。ｄ值可由二级循环载荷的程序疲劳试验来确定。本文依据Ｃｏｒｔｅｎ－Ｄｏｌａｎ公式的导出原理，探讨了应用二级循环载荷的程序疲劳试验确定ｄ值的具体方法，提出了确定二级循环载荷参数的原则。最后给出应用二级载荷程序试验法确定ｄ值的具体实例。结果表明，应用本文方法求得的ｄ值及估算的疲劳寿命与试验结果符合的很好。     

确定Corten—Dolan疲劳损伤公式指数d的试验方法探讨

近来的研究表明，Ｃｏｒｔｅｎ－Ｄｏｌａｎ损伤公式中的指数ｄ可能不简单地是一个材料常数，它不但与材料有关，而且还与载荷谱的汪洋有关，不同的载荷谱将对应不同的ｄ值。ｄ值可由二级循环载荷的程序疲劳试验来确定。本文依据Ｃｏｒｔｅｎ－Ｄｏｌａｎ公式的导出原理，探讨了应用二级循环载荷的程序疲劳试验确定Ｄ值的具体方法，提出子确定二级循环载荷参数的原则。最后给出应用二级载荷程序试验法确定Ｄ值的具体。结果表明，应用     

用当量S—N曲线估算疲劳裂纹形成寿命

介绍了一种利用相对Ｍｉｎｅｒ法则估算构件在变幅载荷谱下裂纹形成寿命的当量Ｓ－Ｎ曲线方法。与常规的名义应力法相比，此方法不用常幅试验下得到的Ｓ－Ｎ曲线，而是根据该构件在两种载荷谱下的疲劳试验寿命，推导出能反映在变幅载荷谱条件下构件疲劳特性的当量Ｓ－Ｎ曲线为依据寿命估算。运用此方法，本文对文献（１）所给六种载荷谱下的试片寿命进行了计算，并以试验寿命为依据对按常规Ｓ－Ｎ曲线法修正的Ｓ－Ｎ曲线法，局部应力     

随机疲劳的等能量损伤的期望寿命预估

在假定Ｍｉｎｅｒ线性累积损伤理论对于受随机载荷的零均件可以适用的前提下，在随机理论分析基础上，引入材料所吸收的塑性应变能和损伤度等参量，在等能量损伤法则下推算出稳态条件下随机载荷的等介常幅应力，推出随机载荷下的期望寿命估算公式，对于些零构件危险部位的应力响应时间历程无法实测的情况，本文提供了一种可行的方法，本文的理论得到了一些实验验证。     

用当量S－N曲线估算疲劳裂纹形成寿命

介绍了一种利用相对Ｍｉｎｅｒ法则估算构件在变幅载荷谱下裂纹形成寿命的当量Ｓ－Ｎ曲线方法。与常规的名义应力法相比，此方法不用常幅试验下得到的Ｓ－Ｎ曲线，而是根据该构件在两种载荷谱下的疲劳试验寿命，推导出能反映在变幅载荷谱条件下构件疲劳特性的当量Ｓ－Ｎ曲线，并以此当量Ｓ－Ｎ曲线为依据进行寿命估算。运用此方法，本文对文献［１］所给六种载荷谱下的试片寿命进行了计算，并以试验寿命为依据对按常规Ｓ－Ｎ曲线法修正的Ｓ－Ｎ曲线法、局部应力应变法和本文当量Ｓ－Ｎ曲线法所估算出的结果进行了比较，结果表明。本文所介绍的方法不仅简单实用，而且精度要明显高于其他几种方法。     

汽车铝合金轮毂抗疲劳设计研究

以14×6JJ铝合金汽车轮毂为研究对象,在载荷谱分析的基础上,运用具有较高寿命估算精度和安全性的累积损伤理论—修正Miner法则,进行轮毂变幅载荷下的疲劳强度评价和寿命估算。运用可靠度理论,对预测得到的轮毂寿命进行可靠度计算。结果表明,修正Miner法则对于预测汽车轮毂的疲劳寿命具有较高的可靠性。     

拉—拉变幅循环加载下15MnVN钢切口件的疲劳寿命估算

用拉－拉变幅循环加载下１５ＭｎＶＮ钢发口件的疲劳实验进一步验证作者已提出的变幅载荷下给定存活率的疲劳寿命的估算模型。结果表明，对于１５ＭｎＶＮ钢这类没有超载效应的金属切口件，在旋转弯曲恒幅疲劳试验确定了试件恒幅载荷下的Ｐ－Δσｅｑｖ－Ｎ曲线以后，亦可根据Ｍｉｎｅｒ定则计算其在拉－拉变幅循环加载下具有给定存活率的疲劳寿命或累积损伤值，并给出了定量表达式。     

蠕变疲劳的应变能区分法数值计算方法及其应用

叙述蠕变－疲劳寿命预测的应变能区分法的数值计算方法（简称ＳＥＰ－ＮＣＭ），ＳＥＰ－ＮＣＭ是采用ＳＥＰ的数学模型；寿命预测的方程常数由数值计算确定，它主要用于蠕变－疲劳行为的分析和寿命预测。由于它的试验程序简单，试验类型单一，预测精度好，因而易于使用，并使处一拉－拉循环应力下的一批构件寿命预测准确度得到提高。     

不稳定应力下疲劳可靠性计算的直接方法

在分析工程中使用的两类不同函数的基础上,根据Ｍｉｎｅｒ这理直接建立了随机应力下机构零构件疲劳可靠性设计的公式。     

装载机焊接接头的疲劳强度及焊缝尺寸的影响

装载机的工作装置主要为焊接结构，本文根据某新型国产装载工作装置的实际结构，模拟简化了七种焊接接头，试验研究了这些接头的疲劳强度，给出了不同接头的１０条Ｓ－Ｎ曲线，同时还就焊脚尺寸对不同载荷形式下十字接头及丁字接产砂疲劳强度的影响进行了研究，对不同载荷形式临界焊脚尺寸的大小进行了讨论；并根据试验所得Ｓ－Ｎ曲线及国产装载机动臂的实际载荷谱，对三种机型动臂的疲劳寿命进行了估算，估算结果有力地支持了国产新     

在超塑性压缩状态下矩形断面条料的变形力计算

本文利用超塑性力学方程式S (ij)=2/3K（ε e）{sup}(m-1)ε (ij)对矩形断面条料在超塑性压缩状态下,采用主应力法与能量方程进行推导,得到变形力计算的理论公式。近拟地估计Zn－22%Al合金在250℃下的单位平均压力P (avc),与经验数值基本接近。     

在金属超塑性状态下用工程计算法计算反挤压时变形力

本文采用工程计算法（即主应力法）对金属超塑性状态下反挤压时变形力进行推导,得到其单位平均压力,对锌铝共析合金作了计算,与试验所得值接近。可作为近似地变形力估算来参考采用。     

采煤机含间隙行走机构驱动速度对滚筒随机载荷的影响

为了研究牵引速度对采煤机滚筒工作载荷的影响,建立截割部与牵引部相互耦合的动力学系统模型,并考虑截割阻抗为随机量,服从正态分布,运用数值仿真的方法对其求解,并对结果运用数理统计方法得出采煤机滚筒三向力的均值及标准差;研究结果表明,滚筒三向力的均值和方差随着初始牵引速度的增加呈递增趋势,最后经仿真值与实验测量值对比,验证了模型的准确性。     

薄壁构件的长度对抗撞性影响的研究

基于显式有限元技术,采用响应面法,以结构的比吸能为优化函数,以提高吸能原件的抗撞性为目的,研究正方形截面金属薄壁构件的长度对抗撞性的影响;经过数值分析,得出正方形截面薄壁构件的比吸能关于构件长度和截面边长的变化规律,这些规律可以用于实际吸能原件的设计,并为进一步研究奠定基础.     

采煤机端盘截齿载荷特性研究

为研究采煤机端盘截齿的载荷特性,以MG500型采煤机滚筒为研究对象,采用非线性动力学仿真软件LSDYNA建立采煤机螺旋滚筒与被截割煤岩的有限元模型,利用该模型研究了斜切工况下端盘截齿的受力特点和截齿载荷特性随安装参数的变化规律。研究表明:斜切进割过程中,端盘截齿截割阻力和滚筒截割阻力矩随端盘截齿圆周切向安装角的增大而减小,随端盘截齿截距的增大而增大;滚筒截割阻力矩的特征值均随圆周切向安装角的增加其减小的趋势随之减缓,随截距的增大其增加的趋势也随之增强;为使滚筒拥有良好的截割性能,端盘截齿宜选用较大的圆周切向安装角和较小的截距。     

飞机结构紧固件柔度计算公式研究

紧固件柔度是飞机连接部位疲劳寿命的重要影响因素,常常作为飞机结构疲劳寿命分析的主要参数。通过材料力学和弹性力学理论对紧固件的柔度计算公式进行了推导,根据计算过程中的假设和各种不确定因素,提取出了柔度计算公式中的待定系数,然后利用有限元软件计算出的不同材料和尺寸柔度值对柔度计算公式进行修正,确定其待定系数,最后再利用紧固件柔度的试验值对有限元修正公式进行试验修正,得到更合理和准确的柔度计算公式。     

直缝焊管成型机组的力能参数研究

本文根据弹塑性弯曲变形的原理,分析了各直缝焊管成型机座的变形过程,从而提出了确定其力能参数的计算方法。又根据无限长管局部均布受压的物理模型,导出按定经量及弹复量确定钢管定径尺寸以及万能参数的计算方法。最后,按静负载和动负载,并参考电动机控制系统的完善情况,确定所选电动机的功率。带钢弯曲成型和定径是生产电焊钢管的主要工序。认识和了解网管弯曲成型的过程及其力能参数计算,对于进行电焊钢管成型机组的设备设地和挖掘生产潜力,有一定的现实意义。然而国内外在这方面的研究甚少,致使我们在设计时,深感资料缺乏。已查到的各种成型力计算,其计算结果相互间差距很大,难于以之作为根据。作者在国内外学者所进行的基本理论分析基础上,提出了直缝管成型机组力能参数计算方法,并进行了大量实验研究,确认两者之间是相当符合的。下面是我们的研究结果。     

基于Pareto前沿的单晶Si放电加工工艺参数优化

针对电火花加工复杂、时变、多参数的特点,在单晶硅Si放电成型加工可行性的基础上,对材料去除率和表面粗糙度等工艺目标进行综合评价。采用中心组合设计实验综合考察峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔对P型单晶Si放电成型加工过程中材料去除率以及表面粗糙度的影响程度,通过响应曲面法分别获得材料去除率和表面粗糙度的二次响应模型,方差分析结果表明模型具有很好的拟合程度和适应性。以提高材料去除率和降低表面粗糙度为目标建立工艺参数优化模型,设计遗传算法对优化问题进行求解并得到Pareto最优解集。实验结果表明,料去除率的实验结果与优化预测结果平均相对误差为5.8%,表面粗糙度的实验结果与优化预测结果平均相对误差为5.3%。表明该算法能有效快速的实现P型单晶Si放电成型加工过程的工艺参数优化。