非线性疲劳损伤累积理论研究

为解决两级载荷作用下的材料常在损伤值不为一时破坏的问题，在原有常用疲劳累积理论的基础上，避开等效损伤，并考虑加载顺序、领域潜在损伤和损伤的非线性对材料疲劳寿命的影响，建立了一种非线性疲劳损伤累积模型及其计算公式，并利用两种材料疲劳实验数据，通过该模型预测了它们疲劳寿命，所得结果符合实际，证明了该模型及其计算公式对材料进行寿命预测是可行的．     

金属材料疲劳损伤的激光与超声检测

用激光衍射谱谱面光强比Ｋ和超声速Ｃ的变化定义损伤变量Ｄ（Ｋ）和Ｄ（Ｃ），对ＬＤＳ和４０ＣｒＮｉＭｏＡ材料进行了疲劳损伤检测．结果表明：Ｋ和Ｃ的变化对疲劳损伤是敏感的；根据Ｄ（Ｋ）或Ｄ（Ｃ）与循环次数Ｎ的关系曲线，可以确定材料疲劳损伤的程度并对其疲劳寿命进行估计．     

用统计分析法确定材料的最低疲劳强度

根据应力幅与材料疲劳寿命之间在双对数坐标上的线性关系，本文对４５号钢作了旋转弯曲疲劳试验，将静拉伸时的真实断裂应力σｆ及其寿命Ｎ＝ｌ／４作为理论点，与一个应力水平及其寿命得出的试验点连成直线，作此直线的延长线，并与ｌｏｇＮ０的纵线相交，得到σ－１的计算值，然后对一系列的σ－ｌ值作统计分析，可以获得在给定置信度和存活率下材料的最低疲劳强度．     

LC9材料疲劳特性的测试及其寿命预测方法探讨

对ＬＣ９－ＣＳ棒材进行轴向应变控制疲劳试验，较全面地测试出材料的应变疲劳特性，包括稳态应力应变曲线，瞬态应力应变曲线，Ｍａｎｓｏｎ－Ｃｏｆｆｉｎ公式描述的εａ－Ｎｆ曲线以及当量应变寿命（εｅｑ－Ｎｆ）曲线。并对上述特性曲线构成的不同寿命预测方法与试验进行了深入比较，结果表明，瞬态应力应变曲线和εｅｑ－Ｎｆ曲线能较好地反映材料的疲劳特性。并能兼顾应变疲劳和应力疲劳分析的需要。     

动态再结晶细化模型

本文推导了稳定动态再结晶过程中，奥氏体晶粒直径同流变应力的关系模型σ／μ＝Ｃ（Ｄ／ｂ）＾－ｎＤ。并建立了ｎＤ理论模型及表象模型。结果表明，ｎＤ的预测值同实验事实取得了广泛的一致：０．５〈ｎＤ〈１，ｎ↑－Ｄ＝０．７５。证明了Ｄ－σ理论模型同广义Ｈａｌｌ－Ｐｅｔｃｈ公式的一致性。提出了细化动态再结晶晶尺寸的途径。     

基于有限元的波纹钢腹板组合箱梁疲劳损伤分析

针对波纹钢腹板组合箱梁（以下简称箱梁）的抗弯性能进行有限元分析,分析箱梁的静力位移、应力和应变结果,建立箱梁破坏损伤机理并得到应力薄弱点。同时,根据有限元分析结果,进行箱梁局部应力应变分析,得到箱梁不同水平下的疲劳寿命。最后,结合疲劳损伤和疲劳断裂理论进行箱梁的疲劳裂纹扩展行为及破坏过程和寿命预测研究,分析了正弦波疲劳荷载作用下箱梁中的钢腹板、PBL剪力连接件以及钢板翼缘等部件的疲劳裂纹萌生及寿命预测结果与试验结果吻合较好。研究表明：根据美国规范AASHTO2004中C类标准进行工程设计和疲劳寿命估算与试验符合较好,同时采用Palmgren-Miner线性累积损伤疲劳准则能有效地计算变幅疲劳载荷下箱梁的疲劳损伤及断裂破坏过程,为实际工程中箱梁疲劳性能设计提供参考。     

两种结构钢板焊接头的基础疲劳曲线

对Ａ３、１６Ｍｎ两种国产结构钢板，取Ｖ型坡口和无坡口两种对接形式，用二氧化碳气体保护焊和埋弧自动焊两种焊接工艺制成的八种板焊接头，在应力比Ｒ＝０．１的纯弯加载方式和室温、大气环境下进行成组疲劳试验，以获得它们的Ｐ－Ｓ－Ｎ曲线。这一研究的结果可为对焊构件的疲劳设计与计算提供可靠的依据。     

金属结构的疲劳损伤有限元分析研究

金属材料的疲劳损伤是工程界早已发现的问题，金属结构的疲劳破损问题正日益突出，为了较好地预测金属结构和构件的剩余疲劳强度与疲劳寿命，必须建立疲劳损伤有限元分析模型，来完整描绘其应力场、应变场以及损伤场的变化全过程．针对金属材料的特点，从损伤力学的基本原理出发，通过切实可行的疲劳损伤演化规律实现损伤理论与有限元软件的结合，建立适用于金属结构的疲劳损伤有限元分析模型，最后通过疲劳试验结果与理论计算比较，对模型进行了分析与评价。     

钢疲劳与循环蠕变交互作用损伤力学模型

为了对疲劳与循环蠕变交互作用下的损伤进行定量描述，采用一种新的损伤参量“等效模量”来定义损伤变量，提出了一种损伤力学模型，该模型能够综合体现最大应力和温度的影响.通过16MnR钢在中温应力控制条件下的脉动循环试验，测出在相同温度、不同最大应力以及相同最大应力、不同温度下的损伤变量变化规律.在适当假设的基础上，得到16MnR钢在不同最大应力、不同温度下的疲劳与循环蠕变交互作用的损伤表达式.结果表明，该损伤参量及损伤模型适用于描述在疲劳与循环蠕变交互作用下的损伤进程.     

2Cr－1Mo高温低周疲劳及温度影响系数

通过Ｃｒ－１Ｍｏ钢高温低周疲劳试验，提出温度影响系数．温度影响系数与应力幅大小无关，只与温度的高低有关．同时论证了英国ＢＳ．５５００规范关于疲劳曲线的温度修正用弹性模量的比来修正的可行性．可对Ｃｒ－１Ｍｏ钢疲劳寿命估算提供依据．     

非局部增强梯度损伤模型在材料疲劳寿命估算中的应用

提出了一种新的估算等幅载荷谱下金属疲劳寿命的方法——非局部增强梯度损伤模型的方法。该方法将非局部应变代人加载函数与损伤增长率公式中,考虑了材料的微观尺度因素和材料的损伤判据;并以含缺口的金属材料试件验证了该算法的可行性和精确性;结果表明非局部增强梯度损伤模型法能较准确地进行等幅疲劳寿命的可靠性估算,有较好的工程应用价值。     

缺口件疲劳损伤累积规律的研究

为解决传统疲劳方法对于缺口件疲劳寿命估算不准确的问题,引入疲劳损伤累积的概念.利用有限元分析方法,计算了中心圆孔试件在4种疲劳载荷作用下缺口处的应力-应变响应.采用坐标变换的方法得到缺口处在4种疲劳载荷作用下任意材料平面上的应力、应变分量.选取6种损伤参量进行研究,计算得到6种损伤参量随截面位置的变化情况,进而可以确定最大疲劳损伤.为了获得6种损伤模型的累积规律,计算在不同循环内的最大累积损伤,进而获得最大疲劳累积损伤与循环次数的关系.结果表明:中心圆孔缺口件在4种疲劳载荷作用下6种损伤模型的累积规律都为线性.以该结论为基础可估算缺口件的疲劳寿命.     

线性疲劳损伤累积理论的研究

为解决两级载荷作用下的材料常在损伤值不为一时破坏的问题,在原有常用疲劳累积理论的基础上,考虑加载顺序与领域潜在损伤对材料疲劳寿命的影响,首先建立了一种线性疲劳损伤累积模型及其数学公式.然后利用两种材料疲劳实验数据,通过该模型预测其疲劳寿命.所得结果符合实际.最后得出该模型及其数学计算公式对材料进行寿命预测是可行的.     

线性疲劳损伤累积理论的研究

为解决两级载荷作用下的材料常在损伤值不为一时破坏的问题，在原有常用疲劳累积理论的基础上，考虑加载顺序与领域潜在损伤对材料疲劳寿命的影响，首先建立了一种线性疲劳损伤累积模型及其数学公式。然后利用两种材料疲劳实验数据，通过该模型预测其疲劳寿命。所得结果符合实际。最后得出该模型及其数学计算公式对材料进行寿命预测是可行的。     

关于低周疲劳损伤演变规律的探讨

对于低周疲劳损伤,根据Lemaitre提出的损伤演变方程或耗散势表达式,均可导出关系式D=1-(1-N/N_f)~(1/A)这个公式值得商榷。考虑到疲劳损伤存在损伤寿命门槛值N_O和临界值N_O,并计及反映累积塑性应变对疲劳寿命的影响,本文对Lemaitre提出的公式作了修正,导出的关系式为D=D_O[1-(1-N-N_O/N_O-N_O)~(1/A)这个公式能较好地反映低周疲劳的客观实际。     

The probability distribution of fatigue damage and the statistical moment of fatigue life

The randomization of deterministic fatigue damage equation leads to the stochastic differential equation and the Fokker-Planck equation affected by random fluctuation. By means of the solution of equation, the probability distribution of fatigue damage with the change of time is obtained. Then the statistical moment of fatigue life in consideration of the stationary random fluctuation is derived. Finally, the damage probability distributions during the fatigue crack initiation and fatigue crack growth are given     

短纤维复合材料疲劳损伤及寿命预报

对短纤维复合材料疲劳载荷作用下的损伤发展进行分析，给出损伤速率方程，并通过实验对损伤发展进行了测量，通过损伤临界值来预报疲劳寿命。     

多轴非比例加载条件下疲劳损伤参量的研究

为解决传统的疲劳方法对于复杂的多轴加载情况下疲劳寿命估算不理想的问题,利用有限元分析方法,研究了试件在单轴加载,双轴比例、非比例加载、三轴比例、非比例加载情况下,6种常用疲劳损伤参量随截面位置的变化情况,进而确定每一种损伤参量的最大值和相应的临界面位置。在此基础上提出一种新型的损伤参量,该损伤参量结合了剪应力功的概念和疲劳破坏的微观机制。     

基于损伤容限设计的冶金桥式起重机疲劳寿命研究

以180t×24．85m冶金桥式起重机为研究对象,通过无损探伤发现桥架北主梁的下盖板上有裂纹,应用有限元分析和损伤容限设计方：去对起重机裂纹的疲劳寿命进行计算。结果表明,起重机裂纹扩展到临界尺寸需要大约5年的时间。