核电厂气动调节阀隔膜质量控制点分析

总结了核电厂隔膜常规的失效模式，包括贯穿撕裂、疲劳破坏、分层鼓包以及螺栓孔破坏形式；研究了导致失效的根本原因以及如何控制隔膜质量。结果表明，当隔膜失效时，测试隔膜的拉伸性能、动态疲劳、压缩永久变形、粘合强度、爆破压力及动作寿命试验等，有利于分析出隔膜失效的原因。     

稠油热采井水泥环拉伸疲劳破坏寿命预测研究

稠油热采井生产过程中水泥环完整性失效严重危害稠油热采井的安全高效开发。已有研究未见稠油热采井水泥环拉伸疲劳破坏寿命预测的研究。本文基于Zhaoguang Yuan等人关于水泥环拉伸应变疲劳寿命研究的方法,提出了适用于稠油热采井水泥环拉伸疲劳破坏寿命预测的应力疲劳寿命预测方法。利用室内实验测试水泥环的疲劳破坏寿命,采用Abaqus有限元软件获取水泥环疲劳破坏对应的应力值,建立了稠油热采井水泥环应力疲劳寿命方程。基于所建立的方法和方程,研究了地层弹性模量、热采井升温周期、水泥环热膨胀倍数对水泥环拉伸破坏疲劳寿命的影响,研究表明地层弹性模量、注蒸汽升温周期、水泥环热膨胀倍数对热采井水泥环的寿命影响较大,硬地层环境、适当增加注蒸汽升温时间、适当增加水泥环的热膨胀倍数均有利于热采井水泥环寿命的延长。     

基于加速试验方法的复合材料长期寿命预测

将跨尺度失效理论(Micro-Mechanics of Failure,简称"MMF")、加速试验方法(Accelerated Testing Methodology,简称"ATM")和渐进损伤分析(Progressive Damage Analysis,简称"PDA")三种方法相结合,提出了一种可以预测复合材料长期寿命和失效过程的分析方法。对MMF失效准则进行改进,区分了基体拉伸和压缩细观失效模式。建立了MMF/ATM/PDA方法有限元计算流程,并在ABAQUS中使用用户自定义材料(UMAT)实现。通过对不同温度下复合材料纵向和横向单向板的拉伸、压缩试验测得静载和疲劳寿命,得到复合材料MMF/ATM细观临界值。采用MMF/ATM/PDA方法对准各向同性开孔板压缩长期寿命进行了预测,并对破坏过程进行了模拟,分析了纤维和基体的失效过程。试验结果和预测结果吻合良好,验证了方法的合理性。     

有拧紧力矩复合材料单钉接头疲劳寿命预测

通过对有拧紧力矩复合材料单钉接头疲劳加载过程应力分析及材料三维疲劳失效准则损伤判定,并结合建立的疲劳加载材料退化模型、材料性能退化方法及复合材料接头最终失效判据,建立了基于三维累积损伤分析的层合板接头疲劳载荷作用下寿命预测方法。最后,对拉-拉疲劳载荷作用下有拧紧力矩层合板接头的疲劳寿命及破坏模式进行了模拟分析,并与试验结果进行了对比,结果表明,建立的寿命预测方法能够很好地预测有拧紧力矩复合材料单钉接头的寿命以及破坏模式。     

一种塑料拉伸疲劳寿命的测试方法

利用损伤力学方法对高分子材料的疲劳破坏过程进行研究,并使用VisualBasic语言进行编程,可通过此程序对疲劳过程进行计算并输出图线。这种基于高周疲劳损伤模型的数值模拟方法只要通过简单的拉伸实验得到材料的物性参数并将其带入此模型,即可对材料产生疲劳裂纹之前的损伤情况进行模拟并对可其失效寿命进行预测,节约了大量的时间和资金。     

天然橡胶材料性能及疲劳预测研究

疲劳寿命预测和评估在设计过程中对确保橡胶部件的安全性和可靠性至关重要。结合有限元分析和疲劳试验的疲劳损伤参数,提出了橡胶构件疲劳寿命预测方法。基于材料试验确定的超弹性材料模型,对橡胶部件进行了有限元分析。使用有限元法确定的临界位置处的格林-拉格朗日应变来评估天然橡胶的疲劳损伤参数。利用关键部位的疲劳损伤参数预测橡胶构件的疲劳寿命。橡胶部件的预测疲劳寿命与实验疲劳寿命相当吻合。     

金属材料变幅腐蚀疲劳寿命预测方法研究现状

腐蚀疲劳是金属材料或构件在实际工况下发生失效破坏的主要因素之一,且金属材料或构件所受的疲劳载荷往往是变幅载荷。因此,金属材料或构件的腐蚀疲劳寿命预测对降低因腐蚀疲劳破坏造成的损失有着重大意义。主要概述了当前常用或具有较大发展潜力的金属材料的腐蚀疲劳寿命预测方法,描述了这些腐蚀疲劳寿命预测方法的特点并对其发展方向进行了展望。     

基于拉伸载荷的碳纤维/环氧树脂层合板疲劳断裂机理

为研究拉伸载荷下碳纤维/环氧树脂层合板的疲劳性能，开展了4种应力水平下的T300/6511碳纤维平纹织物层合板的拉-拉疲劳实验，得到了不同应力水平下层合板的疲劳寿命。采用超声波C扫和扫描电子显微镜（SEM）观察断口形貌及内部损伤，讨论复合材料疲劳损伤发展积累过程和断裂机理。通过复合材料疲劳有限元分析模型，模拟了复合材料织物层合板疲劳损伤积累和失效过程，绘制了S-lg N曲线，分析发现模型预测的疲劳寿命及失效模式与实验结果吻合良好。疲劳加载时，层合板两侧自由边的表面首先出现基体开裂和分层损伤，随后诱发基体与纤维间界面破坏，损伤加剧，并迅速向内侧扩展；最后大量纤维和基体断裂，损伤贯穿整个截面，导致疲劳断裂。     

几种防老剂的BR/NR并用胶疲劳破坏和断裂参数及寿命预测

以拉伸疲劳为基础,研究了几种防老剂的ＢＲ／ＮＲ并用胶拉伸疲劳性能,高应变与低应变范围内胶料动态疲劳破坏性能及断裂参数（β）,用数学回归处理,预测了拉伸比（λ）与疲劳寿命的关系,其结果与实验结果基本相符,通过疲劳断裂界面状态分析了断裂过程的特点,实验结果表明,胺类防老剂可有效地提高胶料的疲劳寿命。     

化肥催化装置转子轮盘疲劳寿命预测算法的设计与仿真

转子轮盘运行中，受轮盘外载荷强度的影响，导致寿命缩短，同时化肥催化装置催化物质和运行中的循环变幅应力也会对化肥催化装置使用寿命产生影响。为了避免装置意外失效，以化肥催化装置结构为基础，获取与转子轮盘疲劳相关的循环变幅应力、轮盘外载荷强度两项参数。通过将两项参数输入疲劳寿命预测模型，实现化肥催化装置转子轮盘疲劳寿命预测算法设计与仿真研究。实验结果表明，所提方法可准确预测转子轮盘疲劳寿命，且准确度较高，避免装置意外失效。     

轨道交通橡胶材料多通道疲劳试验机的研制及应用

针对轨道交通橡胶材料疲劳性能试验，设计了一种新型带有高低温环境箱18通道单轴拉伸疲劳试验机，并与现有橡胶材料疲劳试验方案进行了分析比对，重点应用新型试验机对2种试样进行了3种不同应力水平的拉伸疲劳试验，获取了橡胶材料载荷与疲劳次数曲线。结果表明，新型试验方案结构设计合理，各项功能均满足橡胶材料疲劳寿命预测试验要求；疲劳载荷增大，橡胶材料疲劳次数减小，尤其在高应力水平区变化最为明显，试样2#疲劳性能优于试样1#。     

一种采用遗传算法优化Chaboche模型的转子轮盘疲劳寿命预测方法

针对汽轮机一体化联合转子的抗疲劳设计，研究了一种采用遗传算法优化Chaboche模型参数的方法，并结合局部应变法进一步建立起考虑平均应力动态松弛的转子轮盘疲劳寿命预测方法。结合某型转子轮盘的疲劳寿命预测，开展了轮槽材料在应变比R=0下的低周疲劳试验与轮槽构件的疲劳试验。结果表明：经参数优化的Chaboche模型能够较好地模拟轮盘材料在各种应变幅下的滞回环形状和平均应力松弛行为，由此建立的寿命预测方法可显著提高轮槽构件的疲劳寿命预测精度，在研究条件下，预测寿命与试验值位于二倍分散带之内。     

PE材料裂纹扩展行为分析及蠕变寿命预测

聚乙烯(PE)管材性能优良,应用广泛,其安全可靠性至关重要。慢速裂纹增长(SCG)失效是静载工作条件下聚乙烯管道主要隐患之一。采用预制裂纹圆棒试验法(CRB方法)对常见PE 100材料进行疲劳试验分析,探讨了载荷参数对裂纹扩展、疲劳寿命及断裂性能的影响,并预测了其蠕变寿命,确定了指定使用寿命下的允许缺陷参数。     

炭黑/白炭黑补强硫化胶的疲劳过程及使用寿命预测

应用断裂力学的方法，解析和预测了采用高耐磨炭黑与白炭黑并用补强体系的天然橡胶。在疲劳过程中形变能密度的变化，疲劳破坏寿命和断裂特征，建立了数学模型，预测了胶料动态疲劳破坏寿命。研究结果表明，在天然橡胶中采用高耐磨炭黑与白炭黑并用补强体系，随白炭黑用量的增加。胶料疲劳破坏寿命延长，胶料内部潜在缺陷减小，裂纹扩展速度减慢，形变能密度下降缓慢，建立的数学模型能较好地预测含高耐磨炭黑与白炭黑补强体系的胶料疲劳破坏寿命。     

2.5维机织复合材料疲劳寿命预测

对2.5维机织复合材料进行了静力分析,在受拉伸载荷的情况下将其视为经纱层和纬纱层组合而成的层合板。以单向板疲劳寿命预测为基础,考虑到疲劳加载过程中刚度退化导致的应力重新分配,采用Miner理论对其拉-拉疲劳寿命进行预测,且对该方法进行了试验验证,为预测2.5维机织复合材料的疲劳寿命提供了一种途径。     

微缺陷风力机叶片复合材料的疲劳损伤及疲劳寿命研究

对含微缺陷叶片试件进行疲劳试验,利用红外热像技术监测试件表面温度变化,观测红外热像图变化,研究试件受力过程损伤演化及疲劳寿命,研究叶片试件疲劳试验中熵产和累积总熵随疲劳寿命的变化。结果发现,叶片试件表面温度变化有快速升温、平稳上升、急剧上升,分别约占整个疲劳寿命的10%、70%和20%。观察红外热像图有微缺陷位置最先出现明亮热源,温度急剧上升时热源范围随着时间的变化而增大。发现试件累积总熵产随疲劳寿命的变化规律同温度随疲劳寿命的变化相同;试件的累积总熵随疲劳寿命呈现非线性变化。通过试验计算得出叶片试件的疲劳断裂熵值是独立参数的固定值。基于热力学疲劳断裂熵作为失效准则,建立预测叶片复合材料疲劳寿命的新模型。     

304H焊接接头高温蠕变疲劳行为研究及寿命预测

文章进行了304H焊接接头在680℃、不同应力水平下的蠕变疲劳试验研究,分析了不同应力下304H焊接接头蠕变疲劳行为,并基于延性耗竭模型建立了蠕变疲劳寿命预估式,比较了试验失效寿命与预测寿命之间的误差.结果表明,应力幅-平均应力-寿命关系曲线呈现出反C型特型,在应力幅与平均应力相等时出现寿命拐点,在拐点附近失效寿命降低...     

基于超声的PE拉伸失效过程探究及前兆预测

为了探究聚乙烯(PE)管道拉伸失效过程中的声速变化规律，在5种不同形变速率的拉伸破坏实验基础上，采用脉冲反射法和4种频率对PE管材拉伸破坏过程中的声速分布规律进行了研究，结合幂函数法和超声声速模型建立了基于声速的PE材料失效预测模型。结果表明，PE管材在拉伸破坏过程中的声速与管材的失效程度和超声频率有很好的线性关系，而与形变速率关系并不显著；在弹性阶段的声速稳定在2 200 m/s以上，屈服阶段的声速范围维持在2 100～2 200 m/s之间，颈缩阶段的声速范围维持在1 900～2 100 m/s之间，断裂阶段材料声速范围维持在1 700～1 900 m/s之间；超声失效预测模型能很好地拟合PE材料的拉伸性能，发现拟合结果与实验结果基本一致，其误差在3.4%左右。最后在上述研究基础上提出了基于声速的PE管材失效前兆预测方法，验证结果表明基于声速的PE管材失效前兆预测方法是可行的。     

硅橡胶密封圈自然贮存条件下的老化机理研究

通过自然贮存老化试验,研究了硅橡胶密封圈的老化性能。对自然贮存17年和未老化的硅橡胶密封圈进行拉伸疲劳试验,并且使用衰减全反射红外光谱分析其老化机理。实验结果表明,随着应变幅值的增加,两种材料的疲劳寿命均呈显著降低的趋势,未老化的硅橡胶密封圈疲劳寿命比自然贮存17年的硅橡胶密封圈长。同时随着应变幅值的增加,两种材料疲劳寿命的差异逐渐减小。红外光谱测试结果表明,Si-C的伸缩振动峰、橡胶分子链中甲基和亚甲基对称和不对称伸缩振动强度降低,Si-O-Si的伸缩振动峰、O-H的伸缩振动峰、C-OH面内弯曲振动峰、C-O-C对称伸缩振动峰强度增加,说明硅橡胶密封圈在空气作用下发生缓慢的氧化作用,Si-C、C-H键断裂,产生Si-O和C-O键,从而导致其力学性能降低。     

不同工况下纤维/天然橡胶复合材料界面疲劳失效机制

芳纶纤维作为骨架材料越来越多的应用于轮胎、输送带等橡胶制品中。纤维与橡胶基体的界面在长时间动态使用过程中性能演变对于疲劳失效至关重要。在本研究中,重点研究了不同的温度、频率和形变等因素对有机纤维/天然橡胶复合材料界面寿命以及疲劳失效机制。结果表明,高温和大形变对于纤维/天然橡胶界面的失效影响最为显著,明显降低界面疲劳寿命。随着频率的升高,界面疲劳的寿命反而会增加。在不同的工况下,破坏失效的位置会有所不同。