基于断裂力学的立式杀菌锅全寿命疲劳分析

目的:研究一种新型立式杀菌锅在热机循环载荷下的疲劳强度,特别是在锅体出现裂纹后的剩余疲劳寿命以及影响杀菌锅疲劳裂纹扩展的因素.方法:从杀菌锅结构完好的设计疲劳寿命和有裂纹后的剩余疲劳寿命两个方面对其进行全寿命疲劳分析.采用Workbench分析杀菌和3种循环载荷下杀菌锅的力学特性;基于SGN曲线研究杀菌锅在3种交变应力下的设计疲劳寿命;基于断裂力学原理研究初始裂纹尺寸、压力、温度对有裂纹杀菌锅应力强度因子和剩余疲劳寿命的影响.结果:此类立式杀菌锅的设计疲劳寿命为5×10⁵次,满足设计需要且有一定安全余量;基于断裂力学分析得出杀菌锅裂纹尺寸寿命曲线,对含缺陷杀菌锅剩余寿命进行预测,具有一定创新性.结论:使用过程中应关注锅体内部裂纹的产生和扩展情况,可以根据试验提出的方法对杀菌锅裂纹缺陷进行强度分析和寿命预测.     

加热处理对疲劳预裂聚碳酸酯试样断裂韧性的影响

研究了加热处理对疲劳预裂聚碳酸酯（ＰＣ）试样断裂韧性的影响。两组紧凑拉伸（ＣＴ）试样经疲劳法引裂后，一组经过加热处理，另一组未经加热处理，然后测试断裂韧性ＪＩＣ。结果表明：预裂后经过加热的试样具有较高的断裂韧性。扫描电镜（ＳＥＭ）断面分析显示：经过加热的ＣＴ试样的裂纹扩展时，经历了较多的塑性变形，受到较大的阻力，消耗了更多的能量。用残余应力消除和微观损伤自组织修复愈合效应对实验结果分析讨论，并指出     

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...     

工程塑料齿轮疲劳寿命有限元分析

采用有限元方法对超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）工程塑料齿轮无缺陷情况和存在不同程度熔接痕缺陷情况的疲劳寿命进行了分析,得出了利用ANSYS对工程塑料齿轮疲劳寿命进行分析的方法,以及上述情况下的疲劳寿命。采用了符合实际啮合情况的接触模型与裂纹模型,首先得到了在正常工作情况下齿轮最容易发生疲劳处的节点应力,然后通过输入S-N曲线,并采用Miner疲劳积累理论对应力最大处的节点进行疲劳分析。ANSYS疲劳分析结果表明：熔接痕缺陷的位置对该材料齿轮的疲劳寿命有较大影响。     

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ANSYS软件的16MnR钢疲劳裂纹扩展分析

针对16MnR材料,基于ANSYS软件的有限元方法对CT试样进行疲劳裂纹扩展模拟,并与试验结果进行对比,研究了16MnR钢的疲劳裂纹扩展速率。这一方法对工程中利用有限元方法计算裂纹扩展速率具有重要的实际意义和应用价值。图6表1参10     

基于ANSYS软件对压力容器开孔接管区的应力与疲劳分析

文章利用ANSYS有限元软件对压力容器开孔接管区进行应力分析,获得了开孔接管区的应力强度分布图,得到最大应力发生在筒体最高位置与接管的连接处,最大应力强度值为247.478 MPa。然后利用ANSYS进行疲劳寿命分析,将有限元方法与疲劳寿命分析理论相结合,得到累积使用系数均小于1,即开孔接管部位满足疲劳强度的要求,因此该容器是安全的。通过此次分析再次证明了ANSYS软件为压力容器实际工程应用中提供了可靠的、高效的理论依据。图4表3参11     

JAT610织机综框边杆的疲劳分析

针对JAT610织机综框边杆的非正常断裂,用ANSYS有限元软件进行应力分析,结合应力实测的结果,对边杆的疲劳寿命进行分析计算,找到了疲劳寿命不足的原因并对结构进行了改进以延长结构的疲劳寿命,经企业实际应用,取得了良好的效果。通过分析指出,高速运转机构的应力集中导致的疲劳对机构的寿命产生很大影响,减少最大应力和应力幅度能有效地延长机构的寿命。     

三维六向编织SiCf/SiC复合材料的力学行为及其损伤机制

为解决陶瓷基复合材料在服役过程中因拉伸和弯曲导致的失效问题,以三维六向编织SiC_f/SiC复合材料为研究对象,分析了受力过程中复合材料力学行为与纤维及结构的联系机制。采用微计算机断层扫描技术获得材料结构及孔隙的三维图像,对复合材料纵向和横向进行拉伸、弯曲性能测试,并阐明其损伤机制。结果表明:复合材料呈现明显的各向异性特性,纵向拉伸强度和弯曲强度分别是横向的10.37、5.06倍;复合材料不同方向受力的损伤模式不同,拉伸载荷下纵向试样裂纹沿着六向纱呈Z字形扩展,而横向试样裂纹沿着编织轴向扩展,最终导致拉伸破坏;弯曲载荷下裂纹沿着厚度方向扩展,并最终导致纵向及横向试样的韧性断裂,且纵向韧性优于横向。     

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。