金属材料疲劳试验与数据处理方法

疲劳是金属材料机械构件常见的一种失效形式,疲劳试验方法与数据处理方法一直是研究学者们关注的热点。该文从疲劳寿命和规定寿命下的疲劳强度两个方面介绍了疲劳试验和数据处理方法的主要研究成果,并说明了几种典型的疲劳寿命试验方法与疲劳寿命概率分布参数的统计方法,以及规定寿命下的疲劳强度试验方法与规定寿命下的疲劳强度概率分布参数的统计方法;并通过算例,对比了不同方法之间的差异。     

几种常用的金属材料疲劳极限试验方法

金属疲劳试验用于测定金属材料的许用疲劳应力,绘制材料的疲劳曲线,进而在交变应力下测定金属材料的疲劳极限。疲劳研究的试验方法有很多,该文根据有关国家标准和现有文献资料对一些常用疲劳试验方法进行了综述,包括单点疲劳试验法、升降法疲劳试验、高频振动疲劳试验法、超声波法疲劳试验、红外热像技术疲劳试验方法,并对每种疲劳试验方法的试验目的、适用条件、试验试样、所需仪器、具体步骤和数据处理进行了介绍。     

材料疲劳寿命的影响因素和研究方法

材料的疲劳寿命是机械可靠性设计的基础,也是疲劳性能研究的主要内容。大量的研究结果表明疲劳寿命具有离散性的特点,并且符合一定的统计分布规律。概述了材料疲劳寿命研究的重要性,分析了材料微观结构及实验模型对疲劳寿命的影响以及疲劳寿命研究的数理统计基础,分别介绍了正态分布和威布尔分布的特点,综述了数据处理方法在疲劳寿命研究中的具体应用。     

连续油管疲劳试验机设计与疲劳寿命试验

采用自主设计研制的首台国产连续管弯曲疲劳试验机,对某国产CT80钢级连续油管进行疲劳试验,并对影响连续油管低周疲劳寿命的各种因素进行了研究。结果表明：增加连续油管的壁厚、减小连续油管的外径、提高连续油管的屈服强度、减小管内压力、减少管体表面损伤以及提高连续油管焊接质量均能显著提高连续油管的弯曲疲劳寿命;     

扭转疲劳试验的探索性研究

介绍了扭转疲劳试验方法的探索性研究，并对不锈钢，铝合金及结构钢进行了扭转疲劳试验研究，结果表明，这几种材料的扭转疲劳寿命取决于轴向切应变与切向应变的相位差。     

钛合金高温疲劳性能的试验研究

开展了钛合金材料高温疲劳试验研究。试验共设计3种工况,即:200℃,0.5kN-22.5kN-0.5kN力加载循环;300℃,0.5kN-22.5kN-0.5kN力加载循环;200℃,0.5kN-30kN-0.5kN力加载循环,每种工况下分配试样数为5个~7个。引入\     

高应力水平下滚动轴承疲劳寿命试验研究

通过在三种不同的强化负荷下进行深沟球轴承疲劳寿命试验，并与常规试验一组结果对比。结果表明，适当地加大滚动轴承疲劳寿命试验负荷，可以大大缩短试验时间，而疲劳寿命依然服从Ｗｅｉｂｕｌ分布，且与常规试验结果基本一致，同时疲劳破坏的形式仍是表面下萌生裂纹，然后扩展至表面形成剥落。     

腐蚀疲劳试验系统的开发及应用

海洋工程用钢服役时一直受到环境腐蚀和疲劳载荷的耦合作用,而传统的腐蚀、疲劳单项评估已不能满足检测需求,因此开发了一套腐蚀疲劳试验系统来测试材料在腐蚀环境下的疲劳寿命,并使用该系统对海洋工程用S690QL高强钢板在腐蚀环境下的疲劳寿命进行了测试.结果表明:该系统可以对试验温度、流速、腐蚀介质pH值等参数精准控制,并可以实...     

疲劳损伤件中温热等静压后的疲劳性能试验研究

对40Cr调质试样先进行了0.6N(N为全寿命）拉-拉疲劳试验，再中温热等静压，在随后的继续拉-拉疲劳试验中，发现其数据分散度降低，疲劳寿命大幅度提高，经分析，认为其主要原因是，中温热等静压使试样表面硬度增加，残余压应力提高，约束并减缓了随后继续疲劳试验时损伤区微裂纹的发展。     

基于疲劳寿命计的疲劳状态诊断方法研究

结构的疲劳状态诊断是指在疲劳载荷作用过程中，在结构丧失承载能力之前，对结构的损伤和承载性能的变化的检验和评估。利用自行研制的疲劳寿命计作为传感元件，对某结构进行了疲劳损伤状态的诊断的研究。研究结果表明，疲劳寿命计在疲劳载荷的作用过程中产生稳定的电阻变化，可以通过该电阻变化表示疲劳进程，并以此建立等幅加载和非等幅加载条件下的对应关系，诊断其疲劳状态。     

材料疲劳试验数据中可疑观测值的计算及程序处理

介绍了材料疲劳试验数据中可疑观测值的判断原理,并设计了一种用于计算材料试验数据中可疑观测值的软件。该软件使用Visual C#语言编写,可以从试验数据中挑选出可疑观测值,并能计算出平均值和标准差等数据,计算完成后输出显示可疑观测值及其在数据组中的具体位置,最后用实际测试数据对软件的功能和计算准确性进行了验证。结果表明：该软件计算结果准确,使用方便、灵活,提高了材料疲劳试验数据的处理效率;该软件也可用于材料其他试验数据中可疑观测值的计算。     

Fatigue Test Analysis of Automotive Key Parts Based on Censored Data and Small Sample Setting

The study discusses how some challenges from a small sample fatigue test can be analysed statistically and resolved. In terms of data dispersion, fatigue data are initially processed by confidence, and then, the fatigue life curve is replaced by the parabolic reliability approximation. Fatigue data under various reliability levels are obtained. Instead of the traditional single S–N curve, the mean value curve and mean square deviation curve of the S–N curve are computed based on the processed fatigue data. The S–N curve with reliability is deduced by applying quantile theory. The S–N curve is improved by considering the effects of low‐amplitude load strengthening. The benefits of the modification are visible in the comparison of the fatigue life before and after low‐amplitude load strengthening. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

TiAl合金高周疲劳行为的基本特征

综述了新型高温结构材料TiAl合金的高周疲劳行为基本特征,包括疲劳极限、疲劳强度和应力-寿命行为。分析TiAl合金高周疲劳S-N曲线特点发现,TiAl合金不具有疲劳极限,合金成分和组织形态是影响TiAl合金疲劳强度的关键因素。总结不同温度下的TiAl合金高周疲劳性能发现,当温度由韧-脆转变温度以下提高至该温度以上时,合金的高周疲劳寿命对循环应力变化的敏感性得到了明显改善。此外,还着重讨论了TiAl合金层片组织的疲劳寿命波动性问题,认为层片组织的随机取向是影响疲劳裂纹形核和小裂纹扩展过程的关键因素,从而导致合金高周疲劳寿命产生明显波动。根据该波动机理,探讨了增加TiAl合金高周疲劳寿命、降低其波动性的组织优化途径。     

高频疲劳试样加工工艺的改进

针对目前螺纹结构圆截面高频疲劳试样加工繁琐、进给量小、加工效率低等问题,通过优化加工工艺、改进加工设备、优化螺纹连接底部过渡圆弧、增加抛光工序等措施对现有高频疲劳试样加工工艺进行了改进。结果表明:改进后的加工方法不仅提高了加工效率,提高了试验成功率,控制了加工成本,同时还提高了试验结果的准确性。     

Origin软件在材料科学实验数据处理中的应用

Origin是当今世界上最著名的科技绘图和数据处理软件之一。运用Origin 7.0软件对“居里点测定”和“镁合金腐蚀”实验中的实验数据进行处理、作图并对图形进行分析。运用该软件处理实验数据,结果完全符合实验要求。     

Deterministic Processing of Complex Multiaxial Fatigue Load Data on a Tubular Specimen with Hole

A study of the use of deterministic fatigue life prediction methods for a set of multiaxial experimental data on broad‐band random loading applied to a tubular specimen with a hole is presented. There is a discussion of the applicability of stress‐based predictions and strain‐based predictions based on the linear cumulative rule under current conditions. The only feasible criteria finally chosen for the application are strain‐based methods for analysing the fatigue life until fatigue crack initiation. Several methods differing in the damage parameter and application of the mean stress effect (MSE) are evaluated. The MSE is optimised so that a comparison of the predicted and experimental data have the least scatter and similar mean values. The results are presented, and the most promising method (by Erdogan and Roberts) has been selected. The positive properties of Walker mean stress correction and the failure of SWT and Landgraf methods are commented on.