一种结合UKF的疲劳结构剩余寿命预测方法

针对机械系统中疲劳结构的剩余寿命(RUL)预测问题,提出了一种结合无迹卡尔曼滤波算法(UKF)的RUL预测方法.该方法包括疲劳裂纹性能参数评估和RUL预测两个部分.在性能参数评估部分,通过对Paris疲劳裂纹扩展公式进行离散化,建立了参数状态空间评估模型,并利用传感器获得的实时状态信息结合UKF算法对状态空间评估模型中的疲劳性能参数(C和m)以及疲劳裂纹长度表现出的不确定性进行评估,以避免状态信息不完备、工况噪声等不确定因素对结构疲劳寿命预测的影响;在剩余寿命预测部分,利用UKF算法评估得到的参数结果,结合离散化得到的递推裂纹扩展模型,对结构的剩余寿命进行预测.仿真结果表明:提出的方法能够很好地处理疲劳裂纹扩展模型中疲劳性能参数的不确定性,且在剩余寿命预测上,通过与扩展卡尔曼滤波算法(EKF)进行比较分析,发现所提方法能够更准确地预测结构疲劳裂纹的RUL.将离散的Paris疲劳裂纹扩展公式和UKF算法进行结合,能够有效地提高疲劳结构的剩余寿命预测精度.     

基于断裂力学的钢梁整体节点疲劳寿命分析

利用ANSYS软件构建有限元分析模型，结合断裂力学相关理论对整体节点模型的疲劳寿命进行估算。以为此基础，分析论证了整体节点模型的疲劳可靠性。     

用改进的史密斯公式预测汽车车轮疲劳寿命

根据疲劳寿命预测理论,将史密斯公式作适当的改进,使之包含影响高周疲劳寿命的因素。引用LBF研究所的八级载荷谱作为车轮工作时的载荷谱,用有限元分析的应力值作为基本参数,将改进后的史密斯公式用于车轮的疲劳寿命预测,并以车轮弯曲疲劳试验结果验证此种方法预测寿命的可信性。     

神经网络在锈蚀钢筋疲劳寿命预测中的应用

在锈蚀钢筋轴向拉伸疲劳试验的基础上,利用BP神经网络较强的高次非线性能力和自学习能力,建立预测锈蚀钢筋等幅疲劳寿命的BP神经网络模型。基于非线性疲劳损伤理论,把等幅疲劳荷载作用下锈蚀钢筋的疲劳寿命预测神经网络模型进一步发展成变幅疲劳荷载作用下的锈蚀钢筋疲劳寿命预测神经网络模型。通过利用锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳试验数据对该模型进行训练和检验,证明所建立的预测锈蚀钢筋变幅疲劳寿命的BP神经网络预测模型精度较高,适用性强,可为锈蚀混凝土桥梁的剩余疲劳寿命评估提供必要的依据。     

沥青混合料小梁疲劳试验数值模拟及其寿命预测

沥青路面的裂纹扩展及疲劳寿命对沥青路面的设计和维护具有重要意义。通过对三点弯曲疲劳试验的沥青混合料小梁在不同位置预切口，对不同类型裂纹的试件进行疲劳试验，并利用耦合的无单元伽辽金/有限元法，对试验过程进行数值模拟，利用广义Paris公式预测试件的疲劳寿命，并同试验结果进行了比较。结果显示．数值模拟和试验结果接近，可以应用于沥青路面的疲劳裂纹扩展模拟和寿命预测。     

基于灰色理论的飞机结构疲劳寿命预测

对飞机结构疲劳寿命进行预测研究,具有重要的军事意义与凸显的经济价值,本文以某型军用飞机关键结构部件--水平尾翼为具体研究对象,采用通过飞机结构疲劳寿命试验专用平台得到的水平尾翼疲劳寿命的真实试验数据,运用灰色相关理论建立非等间距GM(1,1)模型,应用此模型预测飞机结构部件的疲劳寿命,并通过试验对所建模型的准确性与有效...     

结构钢高周疲劳寿命预测的电阻模型

研究了金属材料基于电阻变化的损伤定义，它能较好地反映损伤演化过程中共同存在和相互作用的宏、细、微观效应，并且在传导电流的导电截面与承载截面等价的假设条件下，与有效截面的损伤定义等价．通过纯弯旋转高频疲劳试验，提出了基于电阻变化的常用结构钢的高周疲劳损伤累积模型，获得了相应的疲劳损伤演化律及其寿命预测公式，并对由正火45号碳钢、16Mn钢和20Mn钢三种结构钢制成的试样进行了具体测试．     

局部应力—应变法预测大型波纹管的疲劳寿命

鉴于大型波纹管膨胀节全尺寸疲劳寿命试验在工程上实现的困难性，研究了基于局部应力－应变法预测大型波纹管的疲劳寿命。应用非线性有限元获取波纹管的最大局部应力变，并据此局部应变设计简化的试板。本方法在工程设计中被证明是实用且可靠的，它也适用于低压工况下通用尺寸波纹管的疲劳寿命的预测。     

疲劳寿命预测能量方法的试验验证及其参数系统分析

根据疲劳过程能耗分析建立的损伤模型和目前常用的几种典型疲劳损伤模型,进行了复杂载荷历程下的疲劳寿命预测,并将预测结果与疲劳失效试验结果进行了比较.讨论了疲劳寿命预测方法中参数系统,提出一种检验寿命预测方法完备性的方法.     

聚酯纤维沥青混凝土路面的疲劳寿命计算

目的研究在沥青混凝土中加入聚酯纤维后的沥青混凝土路面的疲劳寿命．方法通过劈裂试验确定了不同温度下的聚酯纤维沥青混凝土的劲度模量，并基于损伤力学计算理论，采用平面应变有限单元法，考虑在车辆荷载和温度荷载耦合作用下对含有反射裂缝的路面体结构的疲劳寿命进行了计算．结果加入0．296的聚酯纤维沥青混凝土路面结构体的疲劳寿命提高了51％．结论在沥青混凝土中加入聚酯纤维能够增加混合料劲度模量，提高路面的疲劳寿命．     

典型结构件疲劳寿命分析研究

为建立疲劳裂纹对典型结构件性能影响的机理性模型,解决疲劳分析问题,以飞机的典型部件机翼为研究对象,建立了机翼的变幅载荷谱.基于弹塑性断裂力学,进行了机翼裂纹的扩展分析,利用多自由度动态有限元解析理论,进行了机翼的工作状态模拟和疲劳断裂分析,并给出了裂纹寿命预测的公式以预测构件的裂纹寿命.     

断裂力学在强度计算中的应用研究

根据断裂力学理论,任何承受疲劳载荷的构件实际上不可避免的存在裂纹或缺陷,从而产生脆性断裂.断裂力学建立了裂纹尺寸、应力或应变水平及材料断裂韧性三者间的定量关系.本文对线弹性断裂力学、弹塑性断裂力学校验元件强度及有裂纹容器寿命的估算方法进行了研究.     

飞机机翼疲劳断裂过程的有限元分析

重点研究了飞机机翼的疲劳与断裂问题.对机翼疲劳裂纹扩展进行了理论分析.介绍了疲劳断裂过程有限元模拟的几种方法,运用有限元分析软件ABAQUS.对飞机机翼疲劳断裂过程进行了有限元分析,结果表明,在加载条件下,飞机机翼发生疲劳断裂的最危险部位位于机翼根部.     

论证断裂力学中一个重要课题的失误

长期以来,有关弹性体椭园片裂缝的问题,国外(以美国为主)很多学者在20年中已陆续发表了一系列的理论成果。由于这一课题既复杂又实用,所以在断裂力学界几十年来一直享有颇高的评价,并早已载入应力强度因子手册,供全世界的设计者进行断裂强度计算。但是,最近我们发现这些原作者的所有成果,均异曲同工的存在着从边界条件开始,全面而原则性的错误。本文引用原作者曾使用过的椭球坐标系与直角坐标系的转换关系,已给出了简要而充分的数学分析,证明他们的结论的确是有失误。     

沥青加铺层反射裂缝有限元分析

以烟(台)青(岛)一级公路烟台段试验路为应用研究对象,应用大型商业通用有限元软件ABAQUS计算分析了沥青混凝土加铺层反射裂缝的受力特性,为加铺层的结构设计和材料设计提供依据。研究表明:随着沥青加铺基层厚度的增加,控制着路面裂缝扩展的剪切型应力强度因子KⅡ呈减小趋势;沥青稳定碎石模量对加铺层的抗裂性能有重要影响,裂缝尖端的应力强度因子将随着加铺基层模量的增大而增大;大粒径碎石沥青加铺基层中孔洞的存在极大地消减了裂缝尖端的应力集中,有助于阻碍裂缝的进一步发展。     

计算断裂力学研究的现状与进展

论述了计算断裂力学的一些主要数值法的研究和应用现状及它们的特点，计算断裂力学在弹性断裂问题中研究现状及目前主要的研究方向；断裂动力学问题中数值研究的进展及有待深入研究的问题；韧性断裂计算力学研究中急待解决的问题及其研究的广阔领域。     

带裂纹钢吊车梁剩余疲劳寿命的分析与估算

本文论述了承认初始缺陷的断裂力学理论,针对工业厂房的重级工作制钢吊车梁,引入线弹性断裂力学理论对带裂缝钢吊车梁剩余疲劳寿命进行评估,将评估公式中具有很大不确定性的参数看作是服从一定概率分布的统计量,从而使估算出的疲劳寿命更接近实际情况．通过实例验证,采用概率断裂力学方法,能够对钢吊车梁剩余疲劳寿命做出合理的预测．     

基于固有频率变化的点焊接头疲劳寿命预测

为得到固有频率随疲劳裂纹扩展的变化规律,在拉剪点焊试样有限元模型中,使用逐渐由少到多断开单元节点的方法模拟裂纹扩展过程.根据损伤力学原理和裂纹在横截面上的投影定义了损伤,建立了基于载荷幅和平均应力的疲劳寿命预测模型.利用此模型预测了实际试样的疲劳寿命.寿命预测结果与实验寿命结果对比表明,此疲劳寿命预测模型能较好地估算点焊结构的疲劳寿命.     

Rheda2000型无碴轨道道床板疲劳寿命分析

通常国内无碴轨道设计中不进行疲劳损伤设计,而实际情况中道床板结构承受轮轨垂向力荷载等循环荷载作用,极有可能在其使用年限内产生疲劳损伤,故对道床板的疲劳损伤及其使用寿命进行研究有着非常重要的意义．本文主要阐述了利用S—N曲线（又称Wholer曲线）法对国内设计中24m单孔箱梁上Rheda2000型无碴轨道道床板进行疲劳寿命预测分析．