考虑载荷交互作用的蠕变损伤累积和剩余寿命估算

提出两级加载条件下考虑加载历史影响的蠕变损伤演变方程和剩余寿命估算方法,分析结果表明,高一低加载时,由于硬化严重,损伤演变速率减缓,使寿命分数之和大于1;而在低一高加载时,由于硬化较弱,引起损伤演变速率加速,使寿命分数之和小于1。受损材料的硬化状态对后续载荷下的损伤演变过程具有明显的影响,本文方法反映的加载顺序效应与试验观察一致。     

基于蠕变损伤力学理论的HK40炉管焊接接头的蠕变损伤研究

1　前言熔焊技术的发明给制造业带来了革命性的变化 ,使得化工、石化以及发电等工业的大型高温过程装置得以建造。可是 ,在高温构件的失效中 ,焊缝的先行失效占有较大的比例 ,从而表明焊接对结构完整性的不利影响。为了实现高温构件的优化设计与维修 ,准确预测焊接构件的高温性能变得十分重要。转化炉炉管是高温下烃类转化制氢的关键部件。炉管材料一般采用离心铸造耐高温合金ＨＫ型( 0 4Ｃ ,2 5Ｃｒ,2 0Ｎｉ)或ＨＰ型 ( 0 4Ｃ ,2 5Ｃｒ,35Ｎｉ) ,整个炉管通常由 3～ 4根短管焊接而成。炉管在长期的高温服役过程中 ,材料微观组织劣化在晶…     

结构钢缺口试样的R－S－N曲线和等寿命图

基于金属材料非对称循环疲劳极限的估算公式、R－S－N曲线方程和等寿命曲线方程,给出结构钢缺口试样的疲劳极限估算公式、R－S－N曲线方程和等寿命曲线方程及用其方程绘制的R－S－N曲线与等寿命图。     

结构钢缺口试样的R—S—N曲线和等寿命图

基于金属材料非对称循环疲劳极限的估算公式、R－S－N曲线方程和寿命曲线方程,给出结构钢缺口试样的疲劳有限估算公式、R－S－N曲线方程和等寿命曲线方程及用其方程绘制的R－S－N曲线与等寿命图。     

炼油厂Cr5Mo工艺管线的蠕变损伤及剩余寿命

我国炼油厂重整、加氢精制和热裂化三套装置中的高温临氢工艺管线普遍采用Cr5Mo钢管。Cr5Mo工艺管线是在高温临氢条件下工作的,在蠕变温度范围内材料在外载的作用下,应变会随着时间的增长而增加,最后导致断裂。作为高温部件必须考虑其蠕变损伤和蠕变残余寿命。试验结果表明,对工作温度为500℃,服役10000小时的炼油厂重整装置中的Cr5Mo管件及其焊接接头,由于其承受的一次应力很低,故蠕变损伤是不明显的。结果还表明,Cr5Mo管件的剩余寿命不受蠕变的控制,而其最大潜在的危险来自于材料的脆性。     

平头压痕蠕变试验确定铝合金2A12蠕变剩余寿命研究

基于损伤和平头压痕蠕变理论,提出采用平头压痕蠕变试验确定铝合金2A12蠕变受损试样剩余寿命的方法.具体为,(1)由拉伸蠕变试验(通过控制试验时间)获得不同损伤的试样;(2)针对受损试样,由压痕蠕变试验确定不同损伤所对应的稳态压痕蠕变深度率;(3)根据蠕变损伤破坏行为的Kachanov损伤理论,通过计算确定受损试样的损伤量;(4)由最终获得的稳态压痕蠕变深度率与损伤的关系曲线,采用"剩余寿命法"推断出蠕变受损铝合金试样的剩余寿命.这种方法可推广至高温构件剩余寿命的在线检测.     

先进汽轮机转子材料蠕变疲劳损伤研究新进展

随着越来越多的新能源发电并网,现代化电厂发电机组被赋予调峰职责。调峰过程中机组频繁启停,加剧了汽轮机转子材料的疲劳蠕变损伤,从而缩短了机组的使用寿命。以现代化超超临界汽轮机转子为例,介绍了汽轮机转子材料的研究进展,综述了机组频繁启停中,低周蠕变疲劳载荷、热交变疲劳载荷引起的组织结构演变以及对转子材料寿命影响的研究进展,并提出了几种被广泛应用于工程实践的寿命评估模型。为超超临界汽轮机的设计优化,运行工况优化,以及安全监控等方面提供了理论基础。     

常用累积损伤理论疲劳寿命估算精度的试验研究

用三种汽车、拖拉机典型零构件,通过模拟其股役载荷的随机疲劳试验,对Ｍｉｎｅｒ法则、修正Ｍｉｎｅｒ法则、Ｎａｎ－ｓｏｎ的双线性损伤理论和Ｃｏｒｔｅｎ－Ｄｏｌａｎ损伤理论的寿命估算精度进行了试验研究。研究结果表明,这４种常用累积损伤理论对这三种零构件的寿命估算都是可用的,而以Ｃｏｒｔｅｎ－Ｄｏｌａｎ损伤理论的寿命估算精度最高。因此,推荐使用Ｃｏｒｔｅｎ－Ｄｏｌａｎ损伤理论进行汽车、拖拉机零构件的寿命估     

高温构件蠕变损伤的概率计算有概率损伤图

由于材料性质以及操作条件的随机性，高温构件的蠕变损伤也同具有随机性。文中根据概率计算的基本原理和高温构件蠕变损伤确定性解，得到蠕变损伤的概率方程。探讨各参数的分布规律，利用K－S检验方法，对高温材料数据进行全面的检验，包括高温材料的蠕变系数和指数、损伤系数和指数；同时，对操作温度以及高温构件的蠕变损伤进行检验，认为这些参数分别符合正态或对数正态发布。在全面考虑各参数的随机性和相关性基础上，最终获得高温构件的概率蠕变损伤解。为了表达它们之间的关系，以期最终达到高温构件寿命预测和可靠性评估的目的，考虑两个参数，确定性时间t和随机性的炉管损伤值D。将它们之间的关系表述成为t－D－f（D）图，形成高温构件的概率损伤图，清晰地勾画出不同时间D值的概率分布关系，为高温构件的可靠性分析和概率寿命预测提供基础。     

2Cr11NiMoVNbNB钢蠕变规律的研究

在温度600℃下进行2Cr11NiMoVNbNB钢的蠕变试验，采用损伤力学的方法对该材料的蠕变试验数据进行分析研究。结果表明，按照Kaehanov公式推导的由时间分数得到的蠕变损伤和按照Norton公式推导的由蠕变速度得到的蠕变损伤基本一致，而Kachanov蠕变损伤公式稍安全一些。同时，采用θ函数法对蠕变曲线进行研究，得到各θ参数与应力的关系，并且比较Norton稳态蠕变速度和采用θ函数法得到的最小蠕变速度，结果表明，两者基本一致。     

自洽型随机疲劳累积损伤可靠性分析模型

将疲劳损伤累积过程看作是能量耗散的不可逆过程，从随机过程的角度，研究了各类随机损伤累积法则均应满足的若干自洽条件，建立了一类不依赖于疲劳寿命具体分布形式的随机疲劳累积损伤可靠性分析模型。     

高温构件蠕变损伤的概率计算及概率损伤图

由于材料性质以及操作条件的随机性 ,高温构件的蠕变损伤也同样具有随机性。文中根据概率计算的基本原理和高温构件蠕变损伤确定性解 ,得到蠕变损伤的概率方程。探讨各参数的分布规律 ,利用K S检验方法 ,对高温材料数据进行全面的检验 ,包括高温材料的蠕变系数和指数、损伤系数和指数 ;同时 ,对操作温度以及高温构件的蠕变损伤进行检验 ,认为这些参数分别符合正态或对数正态分布。在全面考虑各参数的随机性和相关性基础上 ,最终获得高温构件的概率蠕变损伤解。为了表达它们之间的关系 ,以期最终达到高温构件寿命预测和可靠性评估的目的 ,考虑两个参数 ,确定性时间t和随机性的炉管损伤值D。将它们之间的关系表述成为t—D—f(D)图 ,形成高温构件的概率损伤图 ,清晰地勾画出不同时间D值的概率分布关系 ,为高温构件的可靠性分析和概率寿命预测提供基础     

用剩余疲劳损伤强度预测机械零件疲劳可靠度及寿命的方法

提出在缺乏零件工作载荷谱时，进行该零件疲劳可靠性计计算的方法。用使用过一段时间的零件进行疲劳试验。根据这些试验数据统计出剩余疲劳损伤强度，并利用剩余疲劳损伤强度确定该元件在已使用期内的累积疲劳损伤量。然后用疲劳累积损伤可靠性模型进行零件疲劳可靠性设计计算。     

Ni基单晶超合金的蠕变本构方程及寿命预测模型研究

基于Ｎｉ基单晶合金细、微观组织结构变化及损伤特点，建立了统一的双参数蠕变损伤本构方程及寿命预测模型。初步的实验结果考核表明，所建模型可以准确地预测蠕变第二、第三阶段蠕变变形状态及破坏特征。     

铝合金铸件疲劳寿命预测和累积损伤评估

建立在铝合金铸件中微观孔洞演化的数学模型,并讨论含孔洞铝合金铸件的材料模型。具有微观孔洞的铝合金铸件可以作为含损伤的材料,采用损伤度作为描述材料损伤的变量。应用含损伤的弹性材料本构关系,分析铝合金阶梯型含损伤铸件的力学性能和疲劳寿命。应用Gurson模型和屈服条件,评估铝合金铸件源于微孔洞的累积损伤及对材料塑性变形行为的影响。初步建立铸件疲劳寿命模拟分析系统。该系统包括铝合金铸造凝固过程模拟模块和疲劳寿命分析模块。     

基于微观孔洞型损伤的疲劳蠕变寿命预测方法

孔洞型损伤是延性金属材料一种常见的破坏形式.对于材料疲劳蠕变破坏过程,文中提出等效孔洞体积概念,从微观唯象角度出发,综合考虑疲劳蠕变对孔洞体积长大的影响,得到一种微孔洞型疲劳蠕变寿命预测模型.以此模型对1.25Cr0.5Mo钢540℃应力控制下疲劳蠕变寿命进行预测,结果显示该模型具有很好的适用性.     

模态应变能在复合材料机翼结构损伤检测中的应用

以复合材料机翼结构为研究对象，采用单元模态应变能改变率作为结构损伤标识量，对损伤结构进行损伤识别仿真。应用NASTRAN有限元程序对模型进行模态分析，模态分析的结果表明，单元模态应变能改变率对不同位置和不同程度损伤都具有较强的敏感性。应用神经网络成功识别了损伤的位置和程度，指出其可行性。     

中间退火使疲劳损伤钢延寿的微观力学解释

在恒应变控制下测试调质合金钢试样 90 %存活率的疲劳寿命Nf,然后将其他试样分别疲劳损伤到 0 .1Nf、0 .2 5Nf、0 .5Nf、0 .8Nf周次后进行中间退火 ,再继续测试剩余疲劳寿命。结果表明中间退火可以延长疲劳寿命。微观检验表明 :调质钢是由弥散碳化物质点和铁素体组成的两相组织 ,碳化物是裂纹源。借助于静载荷下解理断裂的微观力学模型和公式 ,可以解释微观参数对在碳化物或碳化物与基体界面萌生微观裂纹和向基体延伸的影响 ,但必须考虑随着疲劳损伤而发生的微观参数的变化。用此微观力学模型和公式也可以解释中间退火延寿机理。中间退火消除了胞状结构 ,使杆状碳化物转变成球状碳化物 ,减少了应力集中、扩散了晶区的有害元素 ,恢复和提高了萌生裂纹的表面能 ,恢复了材料的有效门槛值ΔKth·eff,减慢了由微观裂纹向宏观短裂纹扩展速率 ,从而恢复或提高了材料的疲劳寿命     

利用试验模态分析及神经网络技术对结构损伤检测的探讨

选用一工程上常用的截面开口槽形梁,通过试验模态分析对结构损伤引起的模态频率移动进行了分析,从试验角度对四种损伤检测方法进行了有效性比较。并尝试将神经网络与试验模态分析技术相结合应用到结构损伤定量检测的研究中,不仅验证了其可行性,而且指出应变指标对结构损伤更敏感。