大型结构部件可靠寿命预测的近似方法

由于疲劳寿命的不确定性,对于概率寿命预测而言,含有多个可能发生疲劳的高应力部位的大型结构部件,相当于由这多个高应力部位(单元)构成的系统。若一个部件失效即意味着结构部件失效,则此结构部件为一个串联系统。用结构部件上各高应力部位的疲劳寿命最小极值统计量表示结构部件的寿命分布,提出了存在多个高应力部位的大型结构部件的可靠寿命预测方法。根据工程结构的高可靠性特点,借助指数函数的泰勒级数近似展开式,建立了简单、易用,且保证了足够高的精度的近似模型。应用这样的模型,可以根据材料的P-S-N曲线预测存在多个可能发生疲劳失效的高应力部位的大型结构部件的可靠疲劳寿命。     

大型结构部件多损伤点疲劳试验载荷等效方法研究

大型结构部件通常包含多个可能发生疲劳失效的高应力点,是典型的多点损伤结构.由于材料及结构性能具有分散性,大型结构件相当于一个串联系统,其疲劳寿命(随机变量)是由各高应力部位的寿命(随机变量)共同决定的.由于试验设施限制及加速试验的要求,试验状态下的结构部件往往无法做到与真实服役部件的加载方式及全局应力分布完全一致.在设...     

焊接结构件疲劳寿命试验方法比较研究

以某现役高速列车车体局部结构为研究对象,应用有限元软件建立对应于试验条件下受试试件的静力学模型,计算得到不同加载形式下构件危险部位的应力分布;在实验室中,对取自相同焊接部位的不同形式的试件(板试样和T型试样)分别进行单轴拉伸疲劳和弯曲疲劳寿命测试,获得各自的寿命分布及其特征统计量。对比两种试样危险部位的应力分布和试验数据可知:在两种不同形式的试件、两种不同加载方式的试验中,合理选择加载参数,可以得到相近的失效部位和应力-寿命参数。     

球墨铸铸材料疲劳寿命的统计分布

对球墨铸铁材料在对称拉压循环载荷下的疲劳寿命统计分布规律进行了研究,在进行材料疲劳试验的基础上对疲劳寿命试验数据进行了失效率估计并用概率纸图法进行了分布的拟合性检验和参数估计,综合考虑疲劳寿命分布的总体拟合效果和是否符合疲劳失效机制两个方面研究了该材料疲劳寿命的合理分布,结果表明,球墨铸铁材料的疲劳寿命服从Weibull分布。     

基于累积损伤的渗碳齿轮钢疲劳寿命预测模型构建

采用轴向高频疲劳试验机进行超高周疲劳实验,研究了不同应力比(R=0和R=0.3)下渗碳齿轮钢疲劳特性。结果表明：在应力比为0和0.3时,渗碳齿轮钢的失效形式分为表面失效和内部失效。内部失效过程分为疲劳裂纹萌生阶段(夹杂-细颗粒区(fine granular area, FGA))、稳定扩展阶段(FGA-鱼眼)和瞬间断裂(鱼眼之外)。基于累积损伤法,建立了内部裂纹萌生和扩展阶段的疲劳寿命预测模型;最终建立了渗碳齿轮钢多应力比下的全寿命预测模型,预测精度较高。     

锻造模具的随机疲劳损伤分析

塑性应变控制的低周疲劳失效是锻造模具的主要失效形式，由于受到多种因素的影响，其损伤过程呈现随机性。应用有限元与BP神经网络，建立了一种基于损伤累积理论的锻造模具的随机疲劳损伤分析模型。首先用有限元对锻造过程中模具内的场变量进行分析，由计算结果找到模具的危险部位，认为危险部位失效时的寿命即为模具寿命，并计算出确定性损伤；再考虑模具材料及实际工况的随机性，应用BP神经网络对模具的损伤进行模拟；根据损伤的累积效应，得出考虑随机因素作用下的模具疲劳寿命。以锻造齿轮模作为分析对象，得到不同工况下模具疲劳寿命的频数分布，其分布规律基本服从Weiubull分布。另外，还分析了打击速度对模具寿命的均值和离差的影响及可靠性随使用次数的变化。该 模型可用来对模具进行寿命预测和可靠性分析。     

基于剪切形式的多轴疲劳寿命预测模型

在多轴损伤临界面的基础上,结合多轴疲劳损伤和裂纹萌生与扩展的特点,提出了一种剪切形式的多轴疲劳损伤参量,该参量不含有材料常数,进而建立了一种新的多轴疲劳寿命预测模型,经多轴疲劳试验验证表明,所建立的寿命预测模型可同时适用于多轴比例与非比例循环加载。     

身管疲劳损伤与可靠寿命分析

身管是身管类武器的重要组成部分,在武器循环射击的过程中,身管极易产生疲劳失效,导致武器寿命告终。为预测身管疲劳寿命,提出了一种基于疲劳损伤变化规律的疲劳寿命分析方法:首先通过有限元仿真,研究了温度和膛压载荷综合作用下的身管内壁应力的变化。然后综合考虑各因素的随机性,基于蒙特卡洛原理,应用局部应力应变法,建立了疲劳损伤的评估模型。基于退化数据分析的方法,建立了疲劳损伤随射弹量的变化规律,并通过退化模型预测了身管的可靠寿命。     

飞机结构经济寿命可靠性设计与评定

从经济性和维修性的要求出发,保证飞机结构在使用寿命期间内,在规定的工作条件下完成规定的功能后,因疲劳断裂失效的可能性(失效概率)减至最低程度。为了满足经济寿命的要求,科学地确定飞机结构的目标设计寿命,将安全寿命设计与损伤容限设计有机结合,以此建立飞机结构经济寿命耐久性模型,合理地制定检修周期,既能做到充分挖掘飞机结构潜力,又能保障个体飞机结构安全。将飞机结构安全寿命可靠性设计发展为飞机结构经济寿命可靠性设计,为飞机长寿命、高可靠性和低成本的目标研制构建了理论框架。     

复合材料修补结构疲劳寿命分析方法研究

结合工艺方法,研究典型缺陷损伤的修理方法,针对复合材料修补结构应力分布复杂的特点,在剩余强度衰减模型的基础上引入局部应力应变法的分析思想,建立起复合材料修补结构的疲劳寿命预测模型。通过建立修补结构的力学分析模型,在分析了修补结构的危险部位和应力集中的基础上,利用寿命预测模型,分析和讨论补片直径和补片厚度两个修补参数对修补结构疲劳寿命的影响规律。