制造业中产品全生命周期成本的研究概况综述

对全生命周期成本(LCC)的内涵、构成和估算方法进行了详细的介绍,并综述了国内外LCC分析在产品设计、价值工程、设备管理等方面的应用及其研究现状,并针对我国的实际情况,指出除了军事方面进行深入研究和应用LCC方法外,更应该加强对民用产品方面的应用,并提出在我国亟待开展的全生命周期成本问题研究重点和途径有：LCC标准的制定、面向成本的设计方法和价值工程、LCC数据收集等。     

420℃下16MnR钢的寿命预测方法及疲劳设计曲线研究

提出另一种循环总应变能密度疲劳寿命预测方法，根据不同的应力比，给出对疲劳损伤起作用的循环总应变能密度计算表达式。针对应力控制下的脉动循环试验，设计两种加载方式把循环蠕变对寿命的影响与疲劳的影响区别开，将循环蠕变损伤与疲劳损伤进行线性累积，得到16MnR钢420℃兼有疲劳、循环蠕变影响的寿命预测方法，预测结果与实测结果吻合良好。将循环蠕变对寿命的影响扣除在外，得到16MnR钢375℃～420℃之间的疲劳设计曲线，对JB4732—95疲劳设计曲线作有益的补充。     

低循环疲劳寿命预测的幂指函数模型

从塑性应变幅与疲劳失效反向数在双对数坐标系下的二次曲线特征及残差稳定化两个角度出发,基于幂变换法,构造低周疲劳寿命预测的幂指函数模型。给出一些材料的幂变换指数p值,并对模型寿命预测能力进行检验,结果表明,幂指函数模型对低周疲劳寿命预测具有良好的精度。并指出Manson-Coffin方程实际是幂指函数模型在双对数坐标系下的一阶线性近似,它对应于p=1的情况。由于幂指函数模型非线性的增强,使其对寿命的预测能力大大提高,而通过幂变换方法,模型参数回归仍采用线性回归方法,保持了模型应用的简便性。     

K403合金高温低周应变疲劳寿命预测方法研究

对材料K403进行700℃应变控制的低周疲劳试验.用Manson-Coffin方程进行数据处理,并对该材料700℃时的低周疲劳寿命进行预测.针对在用Manson-Coffin方程进行数据处理时出现负的塑性应变和寿命预测结果不理想的情况,提出一种基于应力疲劳和Manson-Coffin方程的等温低周应变疲劳寿命预测方法,并用该方法对材料K403在700℃时的低周疲劳数据进行处理,得到寿命预测方程.通过寿命预测发现,该方法得到的寿命预测方程不仅使试验数据得到充分的利用,而且寿命预测能力较Manson-Coffin方程的寿命预测能力有明显提高.     

产品寿命周期工程设计研究

产品寿命周期工程设计是绿色产品设计的有效方法。本文在深入分析产品寿命周期全过程的基础上 ,提出了LCED的三大设计原则 ,详细描述了LCED的设计过程。通过举例详细阐述了应用公理性设计方法对寿命周期中有关技术先进性、环境协调性 ,以及经济性等信息进行处理的方法 ,并作出设计决策。     

无失效数据的可靠性评估和寿命预测

提出一种无失效数据可靠性评估和寿命预测方法 ,给出其可靠度和使用寿命的置信下限。该方法在Weibull分布形状参数下限已知的情况下 ,能将所有无失效寿命数据进行累加 ,大大提高可靠性分析的精度 ;而在对数正态分布标准差上限已知的情况下 ,可以充分发挥对数正态分布的可靠度和使用寿命置信下限较高的优点。此外 ,还建立对数寿命标准差和Weibull分布形状参数之间的关系式 ,从而能够根据工程上积累的大量对数正态分布标准差上限的数据求得Weibull分布形状参数下限 ,反之亦然。本文方法易于计算 ,便于工程应用     

应用当量应变法预测多维高温低周疲劳寿命

采用铝合金材料三维缺口试件进行300℃下高温低周疲劳断裂试验，借助ADINA程序计算试件缺口周围的三维应力和应变场，根据von Mises当量理论对疲劳寿命进行预测。预测结果表明，当量应变范围与疲劳断裂寿命的数学关系不受试件缺口型式的影响，说明当量应变范围方法用作评价三维结构高温低周疲劳寿命的力学参量是有效的。     

某型航空发动机涡轮盘低循环疲劳寿命分析

确定发动机零部件的最大应力应变循环是进行零部件寿命研究的重要内容之一.弹塑性有限元分析常用于计算最大应力应变循环,但是由于各种载荷、约束等条件考虑不全面,得到的应力应变循环往往偏大.同时,某些零部件的瞬态温度场是决定其疲劳强度和使用寿命的重要因素,而获得准确的瞬态温度场是非常困难的.文中对某型发动机的高压涡轮盘进行疲劳试验条件下弹塑性有限元分析,对一台涡轮盘的残余应力进行测试,利用稳态温度场计算涡轮盘危险点最大应力应变循环,并根据弹塑性有限元分析和通过残余应力测试得到的最大应力应变循环进行低循环疲劳寿命预测.研究结果表明,弹塑性有限元分析法预测的寿命偏低,由残余应力可以较准确地确定最大应力应变循环.     

倒装芯片封装结构中SnAgCu焊点热疲劳寿命预测方法研究

由于焊点区非协调变形导致的热疲劳失效是倒装芯片封装（包括无铅封装）结构的主要失效形式.到目前为止,仍无公认的焊点寿命和可靠性的评价方法.文中分别采用双指数和双曲正弦本构模型描述SnAgCu焊点的变形行为,通过有限元方法计算焊点累积蠕变应变和累积蠕变应变能密度,进而据此预测倒装芯片封装焊点的热疲劳寿命.通过实验验证,评价上述预测方法的可行性.结果表明,倒装芯片的寿命可由芯片角焊点的寿命表征;根据累积蠕变应变能密度预测的焊点热疲劳寿命比根据累积蠕变应变预测的焊点热疲劳寿命更接近实测数据;根据累积蠕变应变预测的热疲劳寿命比根据累积蠕变应变能密度预测的热疲劳寿命长;采用双指数本构模型时,预测的焊点热疲劳寿命也较长.     

新的多轴非比例加载低周疲劳寿命估算公式

利用对 3 16L不锈钢多轴非比例加载低周疲劳的试验结果 ,对现有的多轴低周疲劳寿命估算方法进行讨论 ;基于 3 16L不锈钢非比例加载低周疲劳的微观机理 ,选择最大剪应变以及应变路径的非比例度作为损伤参量 ,建立基于临界面方法的新的非比例加载低周疲劳寿命估算公式 ;利用新的非比例加载低周疲劳寿命估算公式对寿命的预测结果表明 ,新的寿命估算公式对剪切型破坏的 3 16L与 3 16LN不锈钢及拉伸型破坏的 3 0 4不锈钢非比例加载低周疲劳寿命预测精度比现有的临界面方法高     

LIFE PREDICTION APPROACH FOR RANDOM MULTIAXIAL FATIGUE

According to the concept of critical plane, a life prediction approach for random multiaxial fatigue is presented. First, the critical plane under the multiaxial random loading is determined based on the concept of the weight-averaged maximum shear strain direction. Then the shear and normal strain histories on the determined critical plane are calculated and taken as the subject of multiaxial load simplifying and multiaxial cycle counting. Furthermore, a multiaxial fatigue life prediction model including the parameters resulted from multiaxial cycle counting is presented and applied to calculating the fatigue damage generated from each cycle. Finally, the cumulative damage is added up using Miner's linear rule, and the fatigue prediction life is given. The experiments under multiaxial loading blocks are used for the verification of the proposed method. The prediction has a good correction with the experimental results.     

某机中央翼下壁板疲劳裂纹扩展寿命估算

为评估某型飞机中央翼下壁板萌生疲劳裂纹后的使用安全性,进行结构模拟件疲劳试验,并利用AFGROW软件对其疲劳裂纹的扩展寿命进行估算,与试验结果进行对比,初步确定出该部位裂纹扩展速率,为裂纹故障部位的修理提供参考依据.     

FATIGUE LIFE PREDICTION THEORY OF COMPOSITE LAMINATES AND EXPERIMENTAL VERIFICATION

According to traditional phenomenological fatigue methodology and modem continuum damage mechanics theory, dual fatigue cumulative damage rules to predict fatigue damage formation and propagation lives of the notched composite laminates are presented. A 3-dimensional damage constitutive equation of anisotropic composites is also established. Damage strain energy release rate is interpreted as a driving force of the fatigue delamination damage propagation. A new damage evolution equation and a damage propagation σa-σm-N surface (stress amplitude-mean stress-life surface) are derived. Hence, using the method above, the fatigue life of composite components can be predicted. Finally, theoretically predicted results are compared with experimental data. It is found that the deviation of theoretic prediction from experimental results is about 22%.     

一种随机多轴疲劳的寿命预测方法

叙述一种多轴随机载荷的疲劳寿命预测方法，该方法首先由多轴随机载荷的权值平均最大剪应变平面确定临界平面，然后以临界平面上剪应变和正应变历史为研究对象，进行多轴载荷压缩处理和多轴循环计数，得到剪应变和正应变的循环计数结果，最后给出多轴疲劳寿命估算模型，并用多轴程序载荷实验验证。     

塑料与镁合金移动电话外壳材料的生命周期评价

镁合金资源丰富,是轻质高强的材料且易于回收,具有良好的电磁屏蔽和散热性能,在移动电话外壳材料的应用中得到迅速发展。概述了移动电话的发展及环境污染,应用简式LCA矩阵对塑料和镁合金手机外壳材料进行了初步评价和比较,结果表明虽然镁合金能源消耗较高,但在材料的性能、资源消耗、环境负荷及材料的再生回收性等方面都明显优于塑料。     

电子封装焊点可靠性及寿命预测方法

高功率、高密度、小型化是现代电子封装结构的基本特征，软焊料是电子封装中应用最广的连接材料，一个焊点的破坏往往导致整个封装结构的失效。软钎料的无铅化是目前发展的重要趋势。针对目前所开发的无铅焊料，文中介绍电子封装结构中焊点的破坏行为和焊点寿命预测的基本方法。     

ADAPTABLE DESIGN IN PRODUCT DEVELOPMENT

A newly emerging design pattern, named as adaptable design (AD), which aims at developing products that are adaptable from design to post-life cycle, is discussed. AD consists of four main phases: product modeling, design platform, specific design and product redesign. A new process-based design data model (PDDM) is presented which is organized according to the principles of convenient knowledge extraction, data representation, layout, sharing and reuse. Based on the PDDM, a universal design platform for product family development is established, which has characters of modularity, parameter-driven, variant design, etc. The framework of the platform is also proposed as a conceptual structure and overall logical organization for generating a family of products. AD methodology is successfully applied to develop a family of tunnel boring machine (TBM) for different engineering projects, with the efficiency of our developing team being greatly increased.     

基于微观孔洞型损伤的疲劳蠕变寿命预测方法

孔洞型损伤是延性金属材料一种常见的破坏形式.对于材料疲劳蠕变破坏过程,文中提出等效孔洞体积概念,从微观唯象角度出发,综合考虑疲劳蠕变对孔洞体积长大的影响,得到一种微孔洞型疲劳蠕变寿命预测模型.以此模型对1.25Cr0.5Mo钢540℃应力控制下疲劳蠕变寿命进行预测,结果显示该模型具有很好的适用性.     

蠕变持久寿命幂函数预测方法

通过对大量试验数据的分析研究发现．蠕变持久寿命试验数据经加权累加变换后,能够很好地呈现出幂函数变化规律。由此建立蠕变持久寿命幂函数预测模型,并采用导数最小二乘法确定模型中的待定参数。该方法不但拟合蠕变持久曲线本身,而且还同时拟合蠕变持久曲线上各点的导数,能够很好地描述蠕变持久曲线及其变化趋势,从而实现长期蠕变持久寿命的高精度预测。大量对比试验结果表明,与传统方法相比,蠕变持久寿命幂函数预测方法可以获得更高的预测精度。文中给出两个应用实例。     

非比例载荷下304不锈钢低周疲劳寿命预测

在拉扭疲劳试验机上完成了一系列非比例加载下对304不锈钢的低周疲劳试验,对目前常用的几种多轴疲劳寿命预测模型进行了分析比较。结果表明,以单轴疲劳寿命分析方法为基础的等效应变法,不能预测多轴非比例加载下的低周疲劳寿命,以临界面法为基础的Socie剪切模型对非比例加载下304不锈钢材料的疲劳寿命预测较好。