齿轮弯曲疲劳可靠度的计算方法

用一个新的基本观点－把齿轮弯曲疲劳失处理成随机事件，以这个随机事件为研究对象，用齿轮弯曲疲劳的疲劳损伤强度ＫＷ和总疲劳损伤量ＤＷ描述弯曲疲劳失效随机事件，得出用概率描述的弯曲疲劳的疲劳累积损伤模型，用这个计算模型，提出了计算齿轮弯曲疲劳可靠度的计算方法。     

齿轮接触疲劳可靠度的计算方法

本文用一个新的基本观点——把齿轮接触疲劳失效处理成随机事件,以这个随机事件为研究对象,用齿轮接触疲劳的疲劳累积损伤强度K_j和总疲劳损伤量D_j来描述接触疲劳失效随机事件,得出用概率描述的接触疲劳的疲劳累积损伤模型。用这个计算模型,提出了计算齿轮接触疲劳可靠度的方法。     

渐开线齿轮接触疲劳可靠度计算

渐开线齿轮的点蚀破坏是由于接触疲劳引起的。由于齿轮的工况多变，制造工艺水平有差别，影响接触疲劳应力与强度的因素多，本文用疲劳损伤强度和总疲劳损伤量两个随机变量描述疲劳失效随机事件，得出了用概率描述的累积损伤模型。     

疲劳损伤累积理论的一种新表达方法

从疲劳损伤累积的Miner理论出发,定义了应力循环的一次循环的疲劳损伤量δ和零件的疲劳损伤累积强度K。据此二个定义,建立了一种疲劳损伤累积理论的新表达方法。在进行常规疲劳计算时,这个方法同Miner理论完全一样,但具有计算更方促的特点。在进行疲劳损伤累积可靠性计算时,可以很方便地进行等幅、变幅及随机变幅应力的疲劳损伤累积可靠性计算,解决了目前难于进行可靠度计算及可靠性寿命计算的问题。     

随机载荷下材料疲劳寿命可靠性分析的智能仿真系统

将疲劳累积损伤看作是非稳态过程,摒弃了能量均匀耗散及线性累积损伤理论假设,采用神经网络技术准确描述其与材料性能、载荷应力间复杂的非线性映射关系,真实描述了材料疲劳损伤过程;建立了疲劳失效动态准则,综合考虑了材料疲劳性能及载荷的随机性,能够正确反映两者的个体性能及相互关系。并运用离散事件仿真原因,构造了材料疲劳可靠性分析的智能仿真系统,用以准确地进行疲劳可靠性分析。经正火35钢随机载荷疲劳试验验证,其可靠性分析精度较高。     

用累积滞后能描述疲劳损伤

采用材料在疲劳过程中累积耗散的滞后能来定义疲劳累积损伤,可以克服现有疲劳累积损伤定义的局限,描述疲劳全过程中包括循环硬化(软化)在内的所有损伤变化情况,并能实时测量。建立了仅依赖于常规材料参数的疲劳累积损伤的解析算式和应变疲劳损伤演化方程,并用其对2024-T4铝合金的多级加载应变疲劳寿命进行估算,结果与实验数据符合较好。文中还对现有文献给出的应变疲劳实验数据进行了研究,结果表明,疲劳损伤累积的加载次序效应与材料的循环特性和疲劳寿命均有关。     

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。     

非线性蛇簧联轴器簧片的强度可靠性模型

在非线性蛇簧联轴器簧片力学模型分析的基础上，建立了簧片在随机应力下的强度和疲劳累积损伤可靠性模型。     

恢复加热温度对疲劳损伤后累积寿命的影响

通过试验研究了恢复加热温度对45钢疲劳损伤后累积疲劳寿命的影响。结果表明：疲劳损伤后在不同的温度下加热时析出碳化物的尺寸、数量不同，亚结构不同，累积疲劳寿命也不同。600℃时析出的碳化物颗粒数量最多且弥散分布，累积疲劳寿命最高。     

基于材料非稳态疲劳损伤过程的可靠性分析智能化仿真方法

材料的疲劳损伤受诸多因素的影响 ,是一个非稳态过程 ,其瞬态损伤与材料性能、载荷应力间表现为复杂的非线性映射关系 ,难以用确定性的数学函数准确表达。为此摒弃了能量均匀耗散及线性累积损伤理论假设 ,采用神经网络技术进行描述 ,准确反映了材料疲劳损伤真实演变过程 ;建立了疲劳失效动态准则 ,综合考虑了材料疲劳性能及载荷的随机性 ,能够正确反映两者的个体性能及相互关系 ,并运用离散事件仿真原理 ,构造了材料疲劳可靠性分析和智能化仿真系统 ,用以准确地进行随机载荷的疲劳寿命可靠性分析。经正火 35钢随机载荷疲劳试验验证 ,其可靠性分析精度较高。     

风力发电机叶片损伤演化预测方法研究

根据风力发电机叶片的实际铺层和使用状况,以刚度退化模型为基础,发展了一个适合于风力发电机叶片的损伤演化模型,模型的基本思路是以单层板的刚度退化规律来预测整个叶片的损伤演化过程.对损伤过程进行了分析,给出了复合材料层合板刚度退化、内部损伤和损伤累积规律.     

基于二元疲劳失效判据的非线性疲劳损伤累积模型及其强度退化研究

二元疲劳失效判据认为疲劳破坏是由损伤程度和当前作用应力这两个量共同决定的,由此观点出发定义了非线性损伤,并建立了与载荷状态有关的非线性损伤累积模型,推导了在多级加载下的递推公式。经两种金属材料的疲劳试验数据验证表明,用该模型预测疲劳寿命,其结果是令人满意的。从疲劳过程本质上是材料静强度不断退化的过程的观点出发,建立了基于二元疲劳失效判据的非线性强度退化模型,将模型应用于两级及多级载荷下的剩余寿命估算,结果表明,所提出的剩余强度退化模型是合理可行的。

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Nonlinear cumulative damage model for multiaxial fatigue

On the basis of the continuum fatigue damage theory, a nonlinear uniaxial fatigue cumulative damage model is first proposed. In order to describe multiaxial fatigue damage characteristics, a nonlinear multiaxial fatigue cumulative damage model is developed based on the critical plane approach. The proposed model can consider the multiaxial fatigue limit, mean hydrostatic pressure and the unseparated characteristic for the damage variables and loading parameters. The recurrence formula of fatigue damage model was derived under multilevel loading, which is used to predict multiaxial fatigue life. The results showed that the proposed nonlinear multiaxial fatigue cumulative damage model is better than Miner’s rule.     

应用对数累积损伤理论预测输弹弹簧疲劳寿命

本文在失效分析的基础上研究了某中口径自动舰炮输弹弹簧的疲劳累积损伤规律,应用对数累积损伤理论给出了计算其疲劳寿命的半经验公式,并讨论了应用对数累积损伤规律预测疲劳寿命的一般程序。     

考虑小载荷强化的汽车构件疲劳累积损伤试验研究

给出了材料和结构在累积损伤的同时还具有强化作用的S—N曲线方程，并建立了程序载荷谱下产生损伤的同时还具有强化作用的疲劳累计损伤模型。为了检验所建立模型的正确性和准确性，以某汽车前梁和车架为例，设计了两种不同载荷组合，进行了两级循环载荷疲劳试验。试验结果和所建模型估算结果表明，该模型不但能够估算疲劳极限以下载荷的强化和损伤，还能估算疲劳极限以上载荷的强化和损伤。     

高速列车转向架构架损伤、等效应力及寿命分布特性研究

为分析高速列车转向架构架损伤、等效应力及寿命分布特性,对构架疲劳关键测点进行动应力线路实测并对测点实测时域数据波形进行解析;基于实测应力时间历程及雨流计数法编制二维应力谱,利用Goodman等寿命方程将二维应力谱等效转换为一维应力谱;阐述线性累积损伤及非线性累积损伤模型的建立方法并对实测数据的线性累积损伤及非线性累积损伤进行了计算及对比分析;分别基于线性累积损伤理论及非线性累积损伤理论推导出各理论下的等效应力,基于实测数据对两种等效应力进行了计算及对比分析;通过结合非线性累积损伤及线性累积损伤理论计算的等效应力及不同可靠度下的材料S-N曲线计算并对比分析构架结构的疲劳寿命。研究结果表明,与非线性疲劳分析理论相比,线性疲劳分析理论对高速列车转向架构架的疲劳特性评估偏于保守。     

A fatigue and low-energy shock-based approach to predict fatigue life

A product that is characterized by fatigue-induced failure always suffers from complex fatigue loads, and the damage caused by fatigue loads accumulates with time. The existence of shocks not only directly increases the risk of failure but also affects the magnitude of damage caused by fatigue loads. This study analyzes the reliability of a product when fatigue loads and shocks are both involved. The features of fatigue damage and shock damage are investigated, and the coupling relationship between them is discussed. With assumptions of high cycle fatigue and low-energy shocks, the effect of shocks on fatigue damage is expressed as the degradation of the ultimate strength of the product. An overall reliability model with fatigue and shock failures is developed. Two conditions are considered for the reliability model: shocks with fixed period and shocks with a homogeneous Poisson process. Three important cumulative damage theories are adopted. An engineering case of actuator cylinder is provided to demonstrate the proposed approach.     

基于线性疲劳累积损伤理论的直齿圆锥齿轮传动可靠度计算

线性疲劳累积损伤可靠性理论认为零部件的可靠度取决于抗疲劳损伤强度大于疲劳损伤量的概率,本文将此理论应用于直齿圆锥齿轮传动的可靠性设计,建立单级载荷谱工况下可靠度计算模型,通过分析和计算直齿圆锥齿轮设计算例,结果验证了基于线性疲劳累积损伤理论的可靠度计算模型在直齿圆锥齿轮传动可靠度计算中的可行性与合理性,为机械零部件的可靠性设计提供了理论依据。