基于低周热疲劳试验条件的活塞寿命预测研究

为了预测铝合金活塞在高温蠕变影响下的低周热疲劳寿命,根据活塞低周热疲劳试验反求确定其热边界条件,运用有限元法计算其温度场及应力场。考虑材料性能的温度效应,采用疲劳分析软件FE-FATIGUE中的E-N方法进行活塞低循环热疲劳寿命预测,经试验验证,软件预测与试验结果基本吻合。     

疲劳寿命预测的应力梯度效应研究

分析不同形式缺口试件根部的非均匀应力场分布,重点研究材料危险点周围应力梯度对构件缺口敏感性与尺寸效应的影响。通过FE—Fatigue疲劳分析软件,基于应力梯度修正方法对两组具有不同缺口形式试件的拉压疲劳寿命进行了预测分析。数值计算结果与试验数据的比较,说明采用应力梯度修正方法预测疲劳裂纹的形成寿命,其精度要高于传统的局部应力应变法,并能在一定程度上反映疲劳寿命预测中的尺寸效应。     

轴颈油膜压力简化加载方式探讨

对曲轴连杆轴颈油膜压力的简化加载公式重新进行了推导,指出了以前加载公式的不足之处,给出了新的简化加载公式。通过简化的单拐曲轴的有限元计算验证了新加载公式的正确性,并分析了旧的简化加载公式给曲轴强度计算带来的不利影响。     

表层纳米化材料微压痕试验与数值模拟

通过对表层纳米化铝材料的显微观察、压痕试验测量和有限元分析,从试验和理论分析两方面研究由高速喷丸法制备的表层纳米晶铝的力学行为。结合表层纳米晶铝的微结构特征,建立相应的微结构构元模型,采用基于机制的应变梯度理论对微压痕实验进行模拟,获得表层纳米化材料晶粒尺度效应和几何效应对材料微压痕硬度的影响。