基于FAD失效路径的含穿透裂纹压力容器剩余寿命研究

针对含穿透裂纹压力容器的安全评估问题,基于失效评定图(FAD)仿真的安全衰减路径,提出了一种穿透裂纹剩余寿命的计算方法。通过给定裂纹尺寸增量,利用断裂比和载荷比计算公式,获得在失效评定图上穿透裂纹缺陷仿真的安全衰减路径轨迹,通过采用数学积分法求解安全衰减路径长度和剩余路径的长度,以此为基础建立穿透裂纹安全裕度的表征模型,在失效评定图失效路径基础上结合权函数法、Paris公式求解裂纹缺陷应力强度因子和疲劳扩展剩余寿命。     

影响疲劳裂纹扩展的几个因素

对含裂纹的构件,da/dN-△K曲线是度量材料疲劳裂纹扩展性能的基本曲线,并用于估算构件的疲劳裂纹扩展寿命。应力强度因子幅度△K,是控制疲劳裂纹扩展速率da/dN的最主要因素。除了应力强度因子幅度△K外,循环应力比R或者平均应力、加载频率、环境等其它因素也有不可忽视的影响。     

基于有限元分析的疲劳裂纹扩展及寿命计算

以紧凑拉伸试样静应力分析及疲劳裂纹寿命为研究对象,通过三维建模软件建立紧凑拉伸试样,运用有限元分析软件对试样进行静力学分析,得到其最大变形及最大应力,并对紧凑拉伸试样预制裂纹,运用疲劳子软件进行裂纹扩展分析,得到其循环作用次数以及a-N曲线.此方法可用于疲劳裂纹扩展寿命的计算,并且让裂纹扩展的过程可视化,方便分析和掌握...     

有机玻璃表面裂纹疲劳扩展仿真研究

针对有机玻璃构件在服役过程中常因交变载荷而导致表面裂纹的产生和疲劳扩展,进而引起断裂的行为,课题组通过仿真研究来预测有机玻璃的表面裂纹疲劳扩展寿命.采用7点递增多项式法拟合疲劳裂纹扩展速率得到材料参数;基于裂纹尖端应力场分析软件,将穿透直裂纹测定的材料参数准确应用到表面裂纹的寿命预测上;采用表面裂纹疲劳扩展试验用于验证...     

基于压力容器裂纹扩展速率的剩余寿命预测方法

压力容器在交变载荷的持续作用下会产生微小裂纹而导致疲劳损坏,出现泄漏或破坏等安全事故。因此,需准确预测压力容器的剩余寿命,在压力容器失效前及时采取措施。裂纹扩展是影响压力容器使用寿命的重要因素,文章首先分析了裂纹扩展的规律及主要影响因素,然后研究了利用安全评定图来评价压力容器安全程度的方法。评定点在安全评定图上形成失效路径,沿失效路径从安全区向非安全区的移动的速率是非线性的,存在速率拐点,该拐点对应的裂纹临界尺寸是计算裂纹失效的主要依据,最后使用Paris公式计算裂纹扩展速率并进行压力容器的剩余寿命预测。文章方法能够保证压力容器的安全性,如果裂纹真实存在,则具有较高的预测精度。     

气门弹簧钢丝的疲劳强度、寿命预测及损伤容限

讨论气门弹簧钢丝的疲劳强度、寿命预测及其影响因素。疲劳断裂是气门弹簧失效的主要模式，它是疲劳裂纹萌生及其扩展的结果。疲劳寿命一般包括疲劳裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命两部分。在介绍一些传统的寿命预测方法的基础上，重点论述从断裂力学与（）方程来预测弹簧（材料）的疲劳寿命。针对气门弹簧钢丝的发展方向及质量要求提出建议。     

糙米吸湿裂纹的断裂力学机制

为了揭示糙米吸湿裂纹形成机理,在Kunze湿应力理论基础上,结合稻米籽粒裂纹的生成与扩展源于谷粒初始微观缺陷与初始微裂纹的基础假设,提出糙米吸湿裂纹的断裂力学机制,即湿应力裂纹形成存在2种典型形式:裂纹稳态扩展形式、裂纹失稳扩展形式,并指出基于连续性假设及经典强度理论的Kunze湿应力方法适用性。     

一种角磨机转子轴疲劳寿命及可靠性研究

对一种角磨机转子轴在极端载荷条件工作时的疲劳寿命及可靠性进行了仿真研究。采用Creo建立有限元分析模型,导入ANSYS Workbench对转子轴各个危险截面进行应力分析;采用线性疲劳损伤理论,输入材料40 Cr的S-N寿命曲线,基于疲劳分析模块Fatigue tools对转子轴进行疲劳寿命预测;采用正态概率密度函数为疲劳可靠性的密度函数,进行疲劳可靠性分析;基于模态进行了谐响应分析。结果表明:最大应力部位及危险部位位于转子轴输出端轴承端面过渡圆弧区域,最大应力为226.19 MPa,疲劳寿命约为1.8×10~9周次,可靠度为99.42%,转子轴的静强度、疲劳寿命均满足设计要求,可靠性高及谐响应引起的振幅极不显著。     

关于硬齿面齿轮结构可靠性虚拟疲劳设计分析

为了满足现阶段硬齿面齿轮结构可靠性的工作需要,进行疲劳设计模块的优化是必要的。这需要进行虚拟疲劳设计软件模块及其疲劳寿命预测模块的优化。从而针对断裂力学理论进行虚拟疲劳预测方法的分析。这需要应用到硬齿面加工模块的相关知识,更好的进行疲劳疲劳谱的分析,进行齿轮应力寿命曲线的剖析。     

城市轨道车辆低压箱冲击及随机振动疲劳分析

针对城市轨道车辆车下低压箱,根据IEC 61373:2010《铁路应用铁道车辆设备冲击和振动试验》,对设备进行冲击及随机振动分析。校核设备冲击工况下强度和随机振动下疲劳寿命。按照等幅载荷和随机载荷的S-N曲线,引入随机振动疲劳的频域分析方法。并根据IEC 61373选取功率谱密度作为激励,完成随机振动相应分析,得到低压箱应力的频域特征,可以有效预测城市轨道车辆车下低压箱疲劳寿命。     

有裂纹立式杀菌锅的力学特性与可靠性研究

以连续无篮杀菌生产线上的立式杀菌锅为研究对象,在考虑温度、水压等情况下,分析有裂纹杀菌锅的力学特性;并将裂纹设置为随机变量,采用随机有限元法分析各影响因素对杀菌锅可靠性的影响。先采用SolidWorks建几何模型,再运用有限元软件Ansys计算,分析其力学特性和可靠性。结果表明：温度相对水压力来说对杀菌锅力学特性影响大;在有裂纹的情况下,应力和位移受裂纹深度影响较大;根据Ansys中的拉丁超立方法分析得出杀菌锅可靠度为96.7%。     

对国内使用的杀菌锅的热分布的分析研究

在罐头厂中对目前我国使用最广泛的GT_7C_3立式杀菌锅和GT_7C_5卧式杀菌锅的热分布进行了实际测定,发现GT_7C_5的热分布不均匀,GT_7C_3的热分布虽然能达到基本要求,但也存在一些不足之处。根据测定结果,文章较为详细地分析了影响热分布的因素,概括起来分为三个方面:(1)蒸汽供应;(2)杀菌锅的安装结构;(3)排气规程和杀菌操作。本文指出了目前我国杀菌锅在安装结构以及操作上存在的主要问题,并且从热分布均匀这一杀菌工艺上的要求出发提出了改进意见。     

软包装主食罐头杀菌工艺研究

对软包装主食罐头的杀菌工艺进行研究,分析在不同杀菌温度和时间条件下食品中心温度及F值的变化,确定最佳杀菌方式为双峰高温杀菌,杀菌参数为80℃、5min,110℃、5min,121℃、12min,125℃、(30+30)s,峰底113℃,该杀菌工艺能够有效降低软包装主食罐头的杀菌强度,杀菌后的产品大大降低了因高温产生的后熟蒸馏味,大幅延长了保质期,最终产品品质显著提高。     

压面机辊轴断口的观察与分析

利用扫描电镜（SEM）等对压面机辊轴断口的形貌进行了分析和研究，结果表明，断口应属于疲劳断裂。疲劳断裂的主要原因是在材料中存在的夹杂物诱发裂纹源，在循环应力的作用下裂纹扩展导致断裂。     

一种新型软包装米饭罐头工艺研究

传统的软包装米饭罐头通常采用真空封口、高温灭菌技术,产品往往容易板结成块,接受性不好。我们通过应用含气调理杀菌技术,力图能解决这一问题。在对大米浸泡、蒸煮、充氮封口、杀菌强度等工序研究的基础上,提出一条生产软包装米罐头的新工艺,并设计加速贮存试验,分析按新工艺生产的软包装米饭罐头的保存期,试验结果表明,其贮存期可以达到两年以上。     

基于模糊逻辑的高频疲劳试验村频率跟踪方法

高频疲劳机被广泛应用于疲劳试验、预裂纹实验以及裂纹延伸速度实验,而其共振系统控制的关键在于对其谐振频率的跟踪,传统的控制方式只能提供少量控制规则相关的输出变化,无法让元器件在更大的振动幅度下得到稳定运行。文章选取了模糊逻辑控制方法来进行频率跟踪实验,同时也进行PID控制方法下的频率跟踪实验,最后将2者的结果进行对比得出当测试样本在进入共振或预裂纹状态时,采用模糊逻辑控制比采用PID控制有更好的实验结果。图2表3参11     

Fatigue failure characterization of multi-axial warp-knitted composites under cyclic uniaxial tensile loading

In this work, the fatigue failure mechanisms of quadri- and tri-axial warp-knitted fabric composites (QWFC and TWFC) were investigated. A series of quasi-static state tensile tests and cyclic loading experiments were carried out, and the morphology of fatigue failure was visualized by optical and scanning electron microscopes (SEM). The results showed that while the failures of QWFC and TWFC were similar with X-shape morphology, QWFC had longer fatigue life than TWFC. The SEM images illustrated that the matrix of QWFC was not uniform, and contained cracks with scaly appearance, in addition to small amount of fiber curls. Moreover, the fracture surface was flat and layered. In contrast, the matrix of TWFC had propagation of cracks along ±45° direction; its fracture surface had sphere ‘budding yeast-like’ appearance. The wrap-knitted fabric contained increased numbers of layers in the composites, thereby had longer fatigue life.     

The Finite Element Method in Thermal Processing of Foods

A variational finite element approach using triangular simplex and 2nd order quadrilateral elements was employed to analyze several problem areas that are of practical importance in the thermal processing of conduction heating products: (1) A method was developed to calculate conversion factors for thermal process design applicable to glass jars filled with conduction heating products. (2) The overshooting of temperatures after steam-off was studied, indicating that not including the contribution of overshooting to sterilization values in process design, can lead to gross overprocessing. (3) A method of correcting sterilization values to account for harmonious fluctuations in retort temperature was developed. (4) The air cooling of cans by natural convection was analyzed.     

螺旋弹簧快速疲劳试验加载优化方法

新设计以及投产加工制造的高应力圆柱螺旋弹簧都需进行快速疲劳试验,试验时间短。要求圆柱螺旋弹簧加载频率高,使用寿命长,实际疲劳断裂主要为正断型疲劳断裂模式。金属材料扭转疲劳断裂机制图诠释了材料的疲劳断裂寿命、屈服强度、外施交变切应力振幅和疲劳断裂模式之间的关系。利用原理图表述不同试验条件下引发疲劳断裂模式发生的替代变化。缩短快速试验时间的主要方法:提高加载应力水平;最大正应力不变条件下,降低应力比值;对圆柱螺旋弹簧进行优化的二次喷丸处理等。给出快速疲劳试验的一般试验程序。