耐热钢概率疲劳损伤新参数研究

结合火电厂耐热钢在运行过程中发生疲劳损伤失效问题,提出一个概率疲劳损伤服从三参数威布尔分时的形状参数m、尺度参度α和位置参数N0确定的新方法,由于用解析法计算分布参数的复杂性以及用图解法（也称概率纸法）估计时的精度较低等原因,从而使三参数威布尔分布在概率疲劳损伤分析中的应用受到一定限制。本论述了一种利用图解法与优化法相结合的方法求解其三个分布参数,用它对几种耐热钢疲劳试验的寿命数据进行了三参数威布尔分布拟合,其结构是相当好的,表明提出的确定威布尔分布三参数新方法简捷实用。     

区间干涉模型下的非概率可靠性应用研究

针对可靠性分析中不确定参数的分布类型难以精确获得的情况,采用非概率方法进行可靠性分析.用区间模型描述不确定参数,结合应力-强度非概率集合干涉理论,建立了不同情况下的非概率可靠性指标,分析了某传动轴在概率模型和区间模型下的可靠性指标以及不确定参数的离差与非概率可靠性之间的关系.结果表明:当传动轴外径为50mm时,二者均认为结构可靠,外径为48mm时,概率可靠度为0.999 803,非概率可靠度为0.982 110,两种结论是一致的,但非概率方法更保守,同时传动轴的非概率可靠度随着不确定参数离差的增加而逐渐减低,其中强度离差对可靠度影响最大,扭矩离差最小.说明增加壁厚以及减小不确定参数的离差可以提高传动轴的可靠度,表明非概率可靠性分析方法的工程适用性.     

航空发动机压气机叶片疲劳寿命的研究

根据航空发动机压气机在实际工作中已用时间不同的两组叶片的恒幅振动疲劳试验数据 ,通过统计分析确定其疲劳破坏前应力循环次数的分布。根据 Miner疲劳损伤累积理论 ,找出叶片在实验中与在实际工作中所受疲劳损伤的当量关系 ,从而确定新叶片在实际工作中疲劳寿命的分布 ,并计算出新叶片在一定可靠度下的疲劳寿命。     

航空发动机气压机叶片疲劳寿命的研究

根据航空发动机压气机在实际工作中已用时间不同的两组叶片的恒幅振动疲劳试验数据，通过统计分析确定其疲劳破坏前应力循环次数的分布。根据Miner疲劳损伤累积理论，找出叶片在实验中与实际工作中所受疲劳损伤的当量关系，从而确定新叶片在实际工作中疲劳寿命的分布，并计算出新叶片在一定可靠度下的疲劳寿命。     

应力疲劳寿命可靠性分析通用模型研究

通过分析正态分布、Weibull分布等5种常用概率模型函数的中值疲劳寿命和高可靠度疲劳寿命的关系,建立了应力疲劳寿命可靠性通用模型,进行高可靠度疲劳参量推断。指出疲劳寿命服从各常用分布的可靠性公式都可看作通用公式的特例。以42CrMo硬齿面齿轮轮齿弯曲疲劳试验寿命数据对模型应用进行了说明。     

应力疲劳寿命可靠性分析通用模型研究

通过分析正态分布、Weibull分布等5种常用概率模型函数的中值疲劳寿命和高可靠度疲劳寿命的关系,建立了应力疲劳寿命可靠性通用模型,进行高可靠度疲劳参量推断.指出疲劳寿命服从各常用分布的可靠性公式都可看作通用公式的特例.以42CrMo硬齿面齿轮轮齿弯曲疲劳试验寿命数据对模型应用进行了说明.     

冻融作用下自密实混凝土疲劳寿命可靠性分析

为了研究冻融损伤对自密实混凝土弯曲疲劳寿命的影响,对经受不同冻融循环后的混凝土试块进行了不同应力水平下的四点弯曲疲劳试验,并利用矩估计法获得了混凝土试块的弯曲疲劳寿命Weibull分布参数,建立了经受不同冻融循环后的混凝土试块在不同可靠性概率下的疲劳寿命预测模型。研究结果表明:受冻自密实混凝土的疲劳寿命概率分布可以用两参数Weibull分布表征,得出自密实混凝土疲劳寿命的离散性随冻融次数的增加而增大,随应力水平的增大而减小;根据试验数据生成了自密实混凝土的P_f-S-N曲线,可准确预测经受不同冻融循环后自密实混凝土的弯曲疲劳寿命;自密实混凝土的疲劳寿命所需的安全系数随冻融循环次数的增加而不断增大,这说明对经受冻融损伤较严重的自密实混凝土,其弯曲疲劳寿命必须采用较大的安全系数才能保证结构的安全运行。     

边坡支挡结构岩土荷载的分项系数计算方法

岩土参数的变异特性给边坡支挡结构岩土荷载的确定带来困难,分项系数法考虑了可靠度,且计算简单,为此提供了解决方案。基于极限状态方程,将抗剪强度参数视为正态分布,采用一般分离法,通过分项系数的求解,推导了边坡支挡结构岩土荷载的分项系数以及荷载值计算公式;对单一滑面和折线型滑面两类典型滑面边坡案例分析表明:利用该方法能较容易地获得不同边坡目标可靠度指标值对应的支挡结构岩土荷载值;根据分项系数法计算得到的荷载值所设计的边坡,其由蒙特卡罗法获得的可靠度指标与目标可靠度指标存在一定偏差;其中,单一滑面边坡主要是负偏差,偏差最大约6%,对于折线型滑面边坡,当目标可靠度指标为1.65时,是负偏差,偏差约7%,但当目标可靠度指标大于1.65时出现正偏差。由分项系数法计算得到的支挡结构荷载值总体上安全可控。     

航空齿轮疲劳强度的可靠性

采用成组试验法，对４０副航空用１６ＮＣＤ１３钢渗碳淬火齿轮进行齿面疲劳强度试验研究，分别在４个应力水平上取得了齿面出现点蚀时和点蚀达到失效判据时的疲劳寿命样本。经统计分析，判明了疲劳寿命的分布规律并对分布参数进行了估计。在此基础上拟合出了置信度为９５％、可靠度为９９．９９％的齿面接触疲劳极限应力值，为这种齿轮的可靠性设计和寿命预测提供了基础数据。     

齿轮弯曲疲劳强度试验数据任意置信度下C—R—S—N曲线的拟合方法

提出一种对成组法脉动弯曲疲劳试验的寿命数据进行处理的方法,５０％置信度不定应力的寿命的分布按三参数威布尔分布进行优化拟合,任意置信度下的置信限曲线则以旋转－平移变换后的概率坐标中的双曲线函数的原型进行最小二乘法曲线拟合来求取,由所求得置信限曲线方程可求出置信度Ｃ下,任意可靠度Ｒ下的疲劳寿命,进一步与试验所得的齿根应力作线性回归,可求得Ｃ－Ｒ－Ｓ－Ｎ曲线簇,此方法对其他的疲劳数据处理也有较好的参考价     

V带疲劳寿命和疲劳强度概率分布模型

通过失效物理背景分析和实际数据统计检验,研究了Ｖ带疲劳寿命概率分布,并在此基础上借助疲劳寿命和疲劳强度之间的破坏率等同性原理,求出了Ｖ带疲劳强度的概率分布．应用实例显示了该模型能反映Ｖ带疲劳强度随时间延续而变化的动态关系．     

拉—拉变幅载荷下45钢切口件疲劳寿命的分布及其模拟

根据45钢切口件疲劳寿命表达式中疲劳抗力系数和疲劳门槛值物理意义及概率分布,提出了一种新的模拟45钢切口件变幅载荷下疲劳寿命实验及其分布的方法,并与拉－拉变幅载荷下的实验结果进行了比较,结果表明,45钢切口件在变幅载荷下的疲劳寿命分布的模拟结果服从对数正态分布,并与实验结果符合得很好。     

层布式纤维混凝土弯曲疲劳性能研究

研究了在相同的混凝土配合比情况下,对选用相同的钢纤维的层布式钢纤维混凝土和层布式混杂纤维混凝土的小梁进行弯曲疲劳试验,比较了两者各级应力水平下的平均疲劳寿命;并通过对试验结果进行统计分析,运用两参数威布尔分布拟合不同应力水平下两者的疲劳寿命,得出其特点和规律,回归出不同存活率的双对数疲劳方程.     

考虑风速风向分布的干煤棚结构风振疲劳分析

针对大跨开敞式干煤棚结构在风荷载作用下易发生风致疲劳破坏的问题,基于干煤棚结构的多点同步测压风洞试验结果,结合Miner疲劳线性累积损伤理论,分别采用雨流法、等效应力法、等效窄带法和等效宽带法等时域与频域内多种方法,计算得到干煤棚网架的风致疲劳损伤结果. 通过建立风速风向联合概率密度函数,考虑煤棚所在地实际风速风向联合分布特性对风致疲劳损伤分析的影响,利用高强螺栓应力经验公式,估算网架结构球节点的疲劳损伤. 结果表明,等效宽带法是频域法中较精确的疲劳损伤计算方法. 与其他风向角相比,干煤棚网架结构在40°~60°斜风向作用下更容易引发疲劳损伤. 在考虑风速风向联合分布的条件下,螺栓球节点的年均累积疲劳损伤比杆件本身更显著.     

磁弹噪讯技术无损检测铁磁材料疲劳损伤

铁磁材料加工制造的机械构件，在服役的过程中，受外力作用、在其内部会产生应力集中与松驰，引起构件局部或全部的扭曲、变形，造成构件的疲劳，使设备运行不安全或破损，对铁磁构件内部应力和疲劳寿命检测一直是人们重视的检测难题。从工程应用的角度，迫切需要一种既能检测构件应力大小，分布以及构件的疲劳，而不需要通过测量应变而测应力，并能瞬间、定点、在线的检测方法，铁磁构件在交变磁场的作用下，磁畴壁的不连续运动在其表面释放一种磁弹波--巴克毫森噪讯。该巴氏噪讯对材料所受外加载荷及材料的微观结构的变化十分敏感。采用该技术可开展在线无损检测铁磁构件服役应力及疲劳损伤。本文介绍该技术的原理及对平板构件疲劳损伤无损检测的实验结果。     

滚动轴承疲劳寿命的概率分布

本文根据疲劳破坏的基本特性,利用数理统计方法研究了滚动轴承疲劳寿命的概率分布。K—S检验和χ~2检验均表明滚动轴承疲劳寿命服从三参数Weibull分布,其三个参数互相独立并且不是恒定值,利用本文研究结果可进行滚动轴承疲劳寿命预测,并便于可靠性分析。     

门座起重机疲劳裂纹扩展寿命分析研究

门座起重机存在大量因疲劳裂纹导致结构破坏的现象,所以进行疲劳裂纹扩展寿命分析,预测起重机剩余安全使用期的研究就显得非常必要.先对疲劳裂纹扩展寿命进行理论推导,在此理论基础上,制定疲劳裂纹扩展寿命分析的流程;接着以某台100t门座起重机的一处裂纹为研究对象,通过无损探伤确定裂纹尺寸和位置,获取准确的应力谱,在各种典型工况下,对该裂纹进行疲劳裂纹扩展寿命分析研究.定性分析结果表明该裂纹为安全裂纹.该方法能较真实地反映门座起重机的剩余寿命状况,为解决剩余寿命分析问题提供参考.     

一种与路径相关的多轴低周疲劳寿命预测方法

已有研究指出,与比例加载相比,非比例加载下某些金属材料虽然没有明显的附加强化现象,但疲劳寿命却明显缩短.利用附加强化系数和非比例度因子修正的等效应变法,无法反映此类材料非比例加载下的寿命缩短现象,导致预测寿命通常偏于危险.为更好地预测不存在明显附加强化现象材料的多轴非比例疲劳寿命,引入寿命缩减因子的概念,并结合非比例度因子对ASME等效应变范围进行了修正,提出一种新的多轴低周疲劳寿命预测方法.为了便于应用,明确了寿命缩减因子的确定方法.针对不同加载路径,发展了一种基于最小法向应变范围的非比例度因子计算方法,并给出了多轴加载一般情形下最小法向应变范围的计算步骤.利用304不锈钢12种非比例加载路径下的试验数据验证了所提非比例度因子计算方法的精度,并与已有方法进行了对比分析,发现所提方法可以更好的描述加载路径的非比例程度.利用10种材料(包括7种不存在明显非比例附加强化现象的材料)的试验数据对所建疲劳寿命预测模型进行了验证,结果表明预测结果与试验结果吻合较好.     

机身壁板LBW结构DFR值试验测定及理论计算[KH-*1]

飞机机身壁板是疲劳的关键位置, 空客公司首先在飞机机身壁板采用激光焊接(LBW)结构代替传统铆接结构.为评价该激光焊接结构的疲劳性能, 结合试验测定和统计学理论计算两种方法, 对两组新型铝锂合金2060-T3激光焊接焊后热处理(PWHT, 即焊后固溶+时效热处理和焊后时效热处理)结构进行疲劳试验、断口分析及细节疲劳额定强度(DFR值)分析, 分别计算了试验测定DFR值和理论DFR值.分析结果表明, 试验测定焊后固溶+时效热处理激光焊接结构的DFR值为118.0 MPa, 焊后时效热处理的DFR值为113.7 MPa, 理论DFR值分别为115.8 MPa(误差为1.86%)和112.2 MPa(误差为1.32%); 两组结构均在焊趾处产生裂纹源, 裂纹沿板材厚度方向进行扩展, 裂纹扩展区均表现为脆性解理河流花样, 不同的是前者瞬断区为微孔聚集型断裂, 断口存在大量微小韧窝, 后者瞬断区为沿晶断裂, 断口存在大量晶粒; 采用统计学理论计算, 可以较好地还原威布尔分布的形状参数, 验证了统计学理论分析方法的工程适用性, 为机身壁板LBW结构的DFR值测定提供了参考依据.