机身壁板孔边疲劳裂纹扩展寿命的计算

研究了机身壁板孔边有疲劳裂纹时扩展寿命的计算问题.首先推导出孔边应力的计算公式,继而推导出裂纹扩展寿命的计算公式,然后给出了某飞机在一突风载荷谱下的算例,与其他计算方法得到的结果接近,与已有飞行实践结果比较也是满意的.     

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.     

裂纹扩展中的部分止裂现象及其对疲劳寿命的影响

由实验发现超载比在1.4到2.2之间时,裂纹有一停止扩展阶段,因此把超载之后的迟滞区分为两部分,即部分止裂区和裂纹扩展恢复区。根据实验现象,提出了一个受超载比和超载数目影响的部分止裂次数经验公式,将此公式应用到 AFFDL 模型中进行疲劳寿命估算,计算结果与实验结果符合得很好。     

903钢的疲劳裂纹扩展实验及寿命估算

对９０３低合金钢进行了常幅载荷及程序载荷疲劳实验，得到了９０的Ｅｌｂｅｒ常数及其裂纹闭合子随应力比变化的规律。同时对ＡＦＦＤＬ模型进行了修正，利用修正的ＡＦＦＤＬ模型对程序谱进行了寿命估算，估算结果较好地吻合了实验数据。     

受电弓疲劳裂纹扩展特性及寿命预测研究

通过有限元软件建立受电弓三维有限元模型,结合断裂分析软件Franc3D研究受电弓上框架尾部疲劳裂纹的扩展特性,并对常温、大气环境以及腐蚀环境下疲劳裂纹扩展寿命进行预测.结果 表明:当受电弓上框架尾部已产生2 mm的表面裂纹时,继续扩展至表面长度约为15 mm时将会穿透管壁;对于常温、大气环境,疲劳裂纹从2 mm的表面裂纹扩展为50 mm的穿透裂纹所对应的运行里程约为24万公里;在腐蚀环境下,表面裂纹扩展至相同长度对应的运行里程约为3.19万公里.     

钢轨踏面斜裂纹扩展寿命的预测

利用断裂力学理论建立了钢轨踏面斜裂纹扩展寿命预测模型;以CRH2型动车组为研究对象,计算了轮轨接触时钢轨内部的应力分布,然后利用预测模型估算了钢轨踏面斜裂纹的扩展寿命,并分析了摩擦因数、裂纹倾斜角、钢轨磨损率等因素对钢轨踏面斜裂纹扩展寿命的影响。结果表明:倾斜角在30°～40°时,斜裂纹扩展寿命随摩擦因数的增大而降低;裂纹倾斜角增加到50°～60°时,斜裂纹扩展寿命先增加后减小;随裂纹倾斜角的增大,斜裂纹扩展寿命先增后减;斜裂纹扩展寿命随磨损率增大先缓慢增加,当磨损率达到一定值后急剧增加;实际使用数据间接证明了模型预测的准确性。     

形状不规则裂纹的疲劳寿命预测技术

描述了一种能自动模拟任意面形裂纹疲劳扩展的计算技术。该技术基于三维有限单元法和Ｐａｒｉｓ疲劳裂纹扩展速率方程,并具有网格随裂纹扩展重新自动生成的能力。技术的实用性通过几个典型的工程裂纹模拟实例得到了说明。     

基于裂纹萌生期限的典型零件剩余寿命预测

将有限元分析方法与疲劳寿命预测相结合,以曲轴为对象,对循环载荷导致的疲劳断裂进行了研究。以实际裂纹检测精度定义的疲劳裂纹萌生极限尺寸为计算标准,通过ABAQUS有限元分析计算整体应力应变,采用子结构分析由名义载荷得出的局部最大名义应力载荷谱,结合Ohij疲劳寿命法则准确计算出裂纹萌生期限,实现了基于裂纹萌生的剩余寿命预测。     

水流作用下含轴向裂纹悬空管道数值分析

合理划分缺陷周围有限元网格,并计算裂纹位置、跨度、裂纹所处角度对管道应力分布的影响,确定后续研究中使用的裂纹位置,跨度和裂纹角度。以此为基础分析裂纹尺寸、管道内压力和管道外部水流绕流所产生的激振力对管道应力和疲劳寿命的影响。结果表明,水流作用下含轴向裂纹悬空管道,水流激振力对管道峰值应力和疲劳寿命影响最大。     

车轮的损伤容限及寿命估计

从赫兹理论出发，通过断裂力学分析，估算出车轮损伤容限裂纹尺寸、安全裂纹尺寸及使用寿命，分析了疲劳破损的原因。     

高速铁路钢轨剩余疲劳寿命预测研究

利用断裂力学理论建立高速铁路钢轨剩余寿命的预测模型;首先对特定线路上钢轨的动载弯曲应力、温度应力、残余应力进行计算,然后利用预测模型估算高速钢轨的疲劳剩余寿命,分析钢轨材料、列车速度系数、钢轨基础弹性系数对钢轨剩余寿命的影响。结果表明:相同营运条件下,U71Mn钢轨剩余寿命比PD3钢轨长;钢轨剩余寿命随列车速度系数的增加而降低,随钢轨基础弹性系数的增长而延长。     

基于小裂纹扩展的耐久性分析和经济寿命预测方法

综述基于小裂纹扩展的耐久性分析和经济寿命预测方法.该方法将小裂纹扩展的△Keff理论与耐久性设计、分析的概念相结合,用于建立结构的损伤度变化曲线和预测结构的经济寿命.由于采用小裂纹理论,该方法不依赖载荷谱,而且能很好地考虑结构的实际形状、载荷谱以及三维小裂纹的实际状况对经济寿命的定量影响,从而克服现有耐久性分析方法的不足.同时,当上述因素改变时无需重新进行结构模拟试件的耐久性试验,因而在结构初步设计阶段的耐久性分析更能体现它的优越性.     

STUDY ON FATIGUE SHORT CRACK GROWTH LAW AND FATIGUE LIFE FOR MEDIUM CARBON STEELS

０ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｍｏｄｅｒｎｄｅｓｉｇｎ,ｉｔｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｔａｓｋｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｐｒｅｃｉｓｅｌｙ．Ｔｈｅｌａｗｓｏｆｆａｔｉｇｕｅｃｒａｃｋｉｎｉｔｉａｔｉｏｎａｎｄｇｒｏｗｔｈｍｕｓｔｂｅｋｎｏ...     

疲劳裂纹萌生尺寸的定义及其确定方法

以缺口件为研究对象，根据疲劳非扩展裂纹的性质，给出裂纹萌生尺寸的定义，提出疲劳裂纹萌生尺寸的确定方法，从损伤角度解释其萌生尺寸的物理意义，最后用局部应力应变法估算形成寿命，验证其合理性。     

压力容器焊缝咬边疲劳裂纹的启裂寿命

针对某企业空气球罐焊缝咬边在压力波动时的受力情况,首先建立带咬边结构的受力模型,利用西田正孝的图表方法和有限元法分别计算咬边引起的弹性应力集中系数,然后计算出咬边尖端的名义应力,进而利用小缺口启裂寿命经验估算式估算咬边的疲劳裂纹启裂寿命。再采用与实物等厚度、与真实咬边等尺寸的模拟试样,进行与实际结构等应力范围条件下的模拟疲劳试验。结果表明,试验寿命与根据经验估算式得到的估算寿命非常接近,从而为咬边疲劳裂纹启裂寿命研究提供了理论依据和试验数据。在考虑一定的安全系数后,对所分析的球罐给出的剩余总寿命为9年,至启裂的剩余寿命为6年。     

汽轮机叶片材料的疲劳板限与疲劳寿命估算

研究了汽轮机叶片材料２Ｃｒ１３马氏休不锈钢在室温到４５０℃之间拉—拉或拉—压疲劳试验过程中平均应力与疲劳极限之间的关系。结果表明,平均应力与疲劳极限之间的关系与Ｇｅｒｂｅｒ关系式吻合。根据室温疲劳极限值导出等效理论疲劳极限与应力疲劳寿命估算公式,并通过引入频率因子对疲劳寿命公式进行修正,推出２Ｃｒ１３钢在不同频率条件下的应力疲劳寿命公式,并进行了试验验证。     

复合材料的疲劳寿命预测

较详细地介绍了疲劳寿命预测的剩余刚度，强度和疲劳模量模型，并且指出了这些方法的主要不足。在此基础上提出了一种基于疲劳损伤过程能量衰减的剩余能量模型，以及进行复合材料结构疲劳寿命预测的二元方法的构想。     

一种服役过的涡轮盘槽底裂纹损伤容限定寿研究

在对槽底裂纹研究的基础上，计算并分析了涡轮盘在热应力、离心应力和残余应力共同作用下Ｊ积分随裂纹长度和转速的变化规律。根据材料的高温断裂韧度和裂纹扩展速率数据，求得临界裂纹长度和疲劳裂纹扩展寿命。最后确定了检查周期一定条件下的允许工程裂纹长度。     

高速工具钢的超长寿命S-N曲线特征和内部裂纹萌生行为

为了研究高速工具钢超长寿命S-N曲线特征和内部裂纹萌生行为,使用沙漏形状试样在室温空气环境下进行旋转弯曲的疲劳试验。结果表明,材料的S-N曲线均由表面裂纹萌生型和内部裂纹萌生型组成。表面裂纹萌生型的S-N曲线位于高应力幅短寿命区,内部裂纹萌生型的S-N曲线位于低应力幅长寿命区。前者的S-N曲线向后者的转移几乎是连续的,回火温度对疲劳强度和寿命没有明显的影响。分别使用扫描电子显微镜、扫描探针显微镜和电子探针X射线微区分析仪对内部裂纹萌生位置和材料组织进行对比观察,在萌生内部裂纹的夹杂物周围存在一个颗粒区域,该区域内凸起的颗粒是组织中的球形碳化物。颗粒区是在内部裂纹扩展的应力强度因子门槛值范围以下形成的,对超长寿命疲劳起着重要的作用。