汽轮机叶片材料的疲劳板取与疲劳寿命估算

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。     

S135钻杆钢的单轴疲劳性能对比

通过疲劳试验测定了S135钻杆钢在单轴对称拉-压和扭-转加载条件下的疲劳寿命,应用回归分析方法得到了单轴疲劳寿命的定量公式,并对疲劳断裂的机制进行了分析。结果表明:在双对数坐标中,疲劳寿命与有效应力幅呈良好的直线关系;扭-转疲劳极限与拉压疲劳极限之比为0.682;拉-压加载和扭-转加载下的裂纹均萌生于试样表面;拉-压疲劳试样的裂纹扩展以疲劳条带为主要特征;扭-转疲劳试样的裂纹扩展以剪切型涟波花样为主要特征。     

平均应力对50钢超高周疲劳性能的影响

为了进一步拓宽超声疲劳试验的研究范围,对50钢进行了含有平均应力的三点弯曲和非对称拉压疲劳性能试验,得到相应的疲劳,S-N曲线,研究了平均应力对其超高周疲劳性能的影响。结果表明：超声频率加载下平均应力对50钢疲劳性能有显著影响,在应力幅相同的情况下,随着平均应力的增大,疲劳寿命降低;常规疲劳用于描述平均应力影响的Morrow关系仍能描述超声频率加载下高周疲劳（〈10^7周次）范围内拉伸平均应力对50钢疲劳性能的影响,但是不能用来描述超高周范围内拉伸平均应力和弯曲平均应力对疲劳性能的影响;常规疲劳用于描述平均应力影响的Goodman模型仍能很好地描述超声频率加载下一定寿命的应力幅值和平均应力的配合。     

红外热像法预测镁合金的疲劳性能

对AZ31B镁合金板材在室温下的高周疲劳性能进行了研究,用红外成像仪测量了疲劳试验过程中合金表面的温度变化;根据疲劳试验过程中温度-应力关系及试样表面温度分布差异,确定疲劳断裂位置和疲劳极限。结果表明:根据合金表面温度变化可以预测疲劳断裂位置;以此法确定的AZ31B镁合金的疲劳极限为107.5MPa,与常规疲劳试验测得的疲劳极限吻合较好;加载初期镁合金升温到一定温度后又下降至室温左右,在断裂前温度快速升高。     

电镀铜薄膜疲劳性能与寿命预测

利用MMT-11N微机械疲劳试验系统对11.5 μm厚无基体支持的电镀铜薄膜试件的拉伸疲劳特性进行了试验研究。试件采用准LIGA工艺制作。试验在室温条件下进行,采用载荷控制、脉动循环加载,载荷频率为20 Hz,得到了铜薄膜光滑试件和缺口试件的S-N曲线,根据传统宏观疲劳理论确定了铜薄膜循环应力—应变曲线和应变—寿命曲线。利用修正局部应力—应变法对缺口试件的疲劳寿命进行了预测,预测寿命与试验寿命误差在3.2倍因子之内,预测结果较好地符合试验结果。试验表明,取半寿命周期的迟滞回线作为稳定迟滞回线在微机械疲劳中仍是可信的,局部应力—应变法亦可应用于微机电系统疲劳寿命预测,宏观疲劳理论在一定程度上也适合于描述微机械疲劳。     

基于均布临界域本征损伤耗散的疲劳极限等量关系

疲劳极限预测是工程结构件复杂载荷下抗疲劳设计重要基础。应力场强理论,无法给出考虑平均应力的疲劳极限关系,属于临界域准则,而临界点准则无法刻画高周疲劳损伤局部域特点,与高周疲劳损伤特点不相吻合。基于连续介质损伤力学及其不可逆热力学框架,建立一种基于高周疲劳损伤临界域本征损伤耗散的疲劳极限等量关系模型。该等量关系包括考虑拉压异性的含平均应力的拉伸疲劳极限和对称旋转弯曲疲劳极限与对称扭转疲劳极限之比。运用含平均应力的拉伸疲劳极限预测模型,对两种常见铝合金LC4和LC9进行寿命预测,结果表明所提模型优于现有的单一线性(GOODMAN和THORDBERG)和GERBER椭圆疲劳极限等量关系模型,与试验吻合较好,单一线性疲劳极限等量模型无法刻画拉压异性。利用对称旋弯-对称扭转疲劳极限比值预测模型分别对11种常见金属材料疲劳性能进行预测,结果表明所提模型明显优于基于应力场强法导出的比值预测模型。基于均布临界域本征损伤耗散开展疲劳极限预测,为金属材料疲劳强度预测研究提供了新思路。     

单轴载荷下的无限寿命疲劳设计方法与设计数据

本文提供了作者在单轴载荷下的无限寿命疲劳设计方法和设计数据研究方面的试验研究结果。它们包括：单轴载荷下的无限寿命疲劳设计公式,疲劳缺口系数和尺寸系数的设计公式,表面加工系数线图,平均应力影响系数数据和计算公式,许用安全系数数据和６７种国产机械材料的疲劳极限数据．     

ZG25I与ZG32MnMoNicu铸钢材料疲劳性能对比试验研究

对我国某厂研制的 ZG32MnMoNiCu 铸钢和生产中应用的 ZG25 Ⅰ的疲劳性能进行了对比研究。用常规单点试验法测定了两种材料的 S—N 曲线(带缺口试样),用成组对比试验法对两种材料的疲劳寿命进行了对比分析。试验结果表明:ZG32MnMo-NiCu 铸钢的拉—拉疲劳极限(带缺口试样)比 ZG25 Ⅰ提高25.6%,对称拉压疲劳极限提高23%:在成组对比试验的载荷工况下,当置信度为95%时,ZG32MnMoNi Cu 铸钢的中值疲劳寿命是 ZG25Ⅰ材料中值疲劳寿命的3.6～6.1倍。     

SN-25 拖拉机半轴带存活率的疲劳寿命表达式

通过对文献［１］中疲劳试验结果的分析,采用当量切应力表示的疲劳寿命公式进行拟合,得到了其疲劳寿命表达式。统计分析表明,ＳＮ２５拖拉机半轴的疲劳寿命服从对数正态分布,其疲劳抗力系数和理论疲劳极限亦服从对数正态分布,据此,求出了给定存活率下的疲劳寿命表达式。     

氮化硅陶瓷球滚动接触疲劳寿命模型

针对球与圆柱接触模型中的陶瓷球,利用WEIBULL断裂统计方法导出球疲劳失效概率与寿命之间的关系方程,在相关额定寿命与最大接触应力的数值解基础上,基于最大主拉应力,构建氮化硅陶瓷球的滚动接触疲劳寿命与接触应力的数学模型.经与不同接触应力水平下的滚动接触疲劳寿命试验结果验证,表明该拉应力一寿命模型的正确性,从而验证了氮化硅陶瓷球的滚动接触疲劳失效源于最大主拉应力,而非基于最大切应力的设想.通过与L.P切应力一寿命模型预测结果的比较,表明拉应力一寿命模型适合于陶瓷球的接触疲劳寿命预测.     

多轴低周疲劳寿命预测软件

通过Visual Basic6.0各种控件和算法的运用，编制的“多轴低周疲劳寿命预测软件（MLCFP1.0）”，涉及多种疲劳寿命预测方法，特别适用于结构中出现非比较、多轴应力状态的情况，为多轴疲劳下的寿命预测提供了解决的有力工具。本软件还留有新模型的嵌入接口，数据处理过程实现多文件操作。后处理绘图软件LCF FIGURE1.0，能给出标准的疲劳寿命预测图形，其保存文件形式多样。     

Al-Li 8090 和 Ti-6Al-4V 的 20 kHz 微动疲劳研究

用超声疲劳试验技术研究了Ａｌ－Ｌｉ８０９０铝锂合金和Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ钛合金在２０ｋＨｚ时的微动损伤现象。试验结果表明，在极高频率下，也有微动损伤发生，并可引发疲劳裂纹的萌生和扩展，导致微动疲劳破坏。     

基于Workbench的铆接连接件疲劳寿命的仿真分析

基于Workbench计算机仿真软件,开展了铆接连接件疲劳寿命的仿真分析.研究结果表明:疲劳破坏发生在铆钉孔两侧应力集中处,破坏发生位置的Mises等效应力值最大,仿真结果与疲劳试验结果吻合；在较高应力水平下,仿真分析的疲劳寿命与疲劳试验的寿命结果差异较小；在较低的应力水平下,仿真分析的疲劳寿命和疲劳试验的寿命结果差异...     

轻水堆环境影响疲劳相关问题的研讨

美国核管会（NRC）在其管理导则RG 1．207中明确要求新建轻水堆核电厂设计中须考虑环境影响疲劳（Environmental Assisted Fatigue,EAF）问题。目前,我国新建核电厂在部件疲劳评价时尚未考虑EAF的影响。对环境影响疲劳的发展概况、疲劳裂纹和疲劳寿命的定义、ASME 设计疲劳曲线、现有ASME疲劳设计方法的保守性、美国环境影响疲劳设计方法等方面作了探讨,同时根据NUREG／CR 6909中Fen表达式,给出了典型材料在温度、溶解氧浓度和硫含量确定的情况下,Fen与应变速率的关系曲线。通过对以上相关问题的归纳和总结,以期加深业界对核电厂环境影响疲劳问题和现有ASME疲劳设计方法的认识。     

疲劳损伤演变方程与寿命估算—连续损伤力学的应用

基于连续损伤力学理论阐述了有关损伤和疲劳损伤的某些基本概念，包括连续性，损伤度，损伤演变和脆性破坏过程等。关于低周和高周疲劳，分别扼要说明了若干疲劳伤理论模型与方程。最后，依据疲劳过程中损伤演变与残余强度关系，作者建立了实用的疲劳损伤演变方程（包括四种函数形式）。     

不同加载方式下疲劳极限之间的关系

依据应力场强度法分析了同种材料在不同加载方式下各疲劳极限之间的关系，并讨论了弯扭、拉扭疲劳极限图，分析了一些疲劳实验数据，表明本文的分析方法是合理可行的。     

起重机焊接箱形梁的疲劳试验

通过常幅及变幅疲劳试验 ,得出焊接箱形梁的疲劳强度 P-S-N曲线方程及给定寿命下疲劳强度的分布 ,论证变幅与常幅疲劳试验的相互关系 ;试验中取得了焊接箱形梁疲劳破坏裂纹的扩展历程数据并分析断裂的机理     

加载频率对1Cr11Ni20Ti2B钢板材疲劳寿命的影响

为探索加载频率对轴向加载(应力)疲劳寿命的影响，在高频疲劳试验机和电液伺服疲劳试验机上分别对1Cr11Ni20Ti2B钢板材进行了不同应力水平下的疲劳断裂寿命测试，同时在相同应力水平下分别在两台试验机以不同的加载频率进行了断裂寿命对比试验。结果表明，随着加载频率的降低，断裂寿命将缩短，但频率在20～135Hz范围内时，加载频率对疲劳断裂寿命影响不显著，在不同频率下测试的断裂寿命可以描述在同一条寿命曲线上。     

球囊扩张式冠脉支架的弯曲疲劳寿命

为了揭示冠脉支架植入术中支架发生断裂的原因,研究支架承受脉搏疲劳载荷的弹塑性变形基本理论和耦合接触弯曲疲劳寿命,采用Roark应力应变方法,基于美国材料与实验学会ASTM(American Society for Testing and Materials)的F2477–07标准,提出了支架耦合扩张变形的弯曲疲劳寿命测试方法。研究支架耦合接触的血管模型建立的关键技术,提出脉搏载荷加速弯曲疲劳实验方法,重点研究了血管模型的建立、载荷定义、生理条件、测量方法、性能评价等关键技术。测试6种冠脉支架的弯曲疲劳寿命,分析支架在弯曲变形过程中发生断裂的原因,揭示了支架结构尺寸、力学性能和材料特性对其疲劳寿命影响的规律。     

自增强疲劳寿命的理论分析

自增强处理是化工、石油行业提高高压设备承载能力和疲劳寿命的重要举措。文中利用断裂力学理论和疲劳损伤理论,探讨研究了自增强处理后残余应力对高压设备寿命的影响,得出引入残余压应力能提高高压设备寿命的结论,对今后在自增强处理方面的实验与理论研究具有指导意义。