超高强钢焊点的强度与寿命研究

以超高强钢22Mn B5搭接型点焊结构为研究对象,通过建立与试验一样的点焊结构力学模型,在ANSYS中进行数值仿真,得到塑性环是点焊结构的强度和疲劳寿命的破坏初始点。同时,分析了不同参量变化对点焊结构强度的影响。又通过名义应力法和等效结构应力法对焊点的强度进行计算,前者算法精度相对较高,也得到塑性环是点焊结构失效的起裂处,并使用名义应力法,得到点焊结构的参量变化对疲劳寿命的影响程度,为点焊结构的设计提供参考。     

含缩松缺陷的柴油机机身材料疲劳性能研究

在含缩松缺陷的材料疲劳试验的基础上,对缩松结构的疲劳寿命的表征方法和疲劳寿命的预估进行了研究。综合考虑缺陷面积、位置和外加载荷的影响,使用扫描电镜分析计算得到了缩松缺陷的应力强度因子变化值。建立了应力强度因子和缺陷结构疲劳寿命之间的相互关系。结果表明,缩松的应力强度因子变化值可表征其疲劳寿命,二者成幂指数函数关系。反推得到了缩松缺陷的当量初始裂纹长度,建立了缺陷应力强度因子变化与当量初始裂纹之间的关系。进一步建立了基于应力强度因子变化的疲劳寿命预测方法,为含缩松缺陷结构的疲劳寿命预估提供依据。     

45钢V缺口轴向和扭转疲劳行为

研究了带环形V缺口45钢轴类的疲劳行为,使用了两种不同缺口尺寸的样品,分别施加轴向和扭转载荷,测试其轴向缺口应力强度因子和扭转应力强度因子以及相应的疲劳寿命,得到了缺口对工件疲劳寿命不同的影响:在轴向载荷下比在扭转载荷下更大,同时得到了缺口应力强度因子与疲劳寿命很好的相关性—缺口应力强度因子越大,工件疲劳寿命越低。     

电潜螺杆泵传动轴多载荷作用力学特性与疲劳寿命分析

分析电潜螺杆泵举升过程传动轴断轴部位应力分布及疲劳寿命对提高传动机构可靠性和保障电潜螺杆泵连续稳定运行具有重要意义。针对传动轴断轴部位，提出传动轴多载荷作用力学特性分析和疲劳寿命预测方法。数值仿真和现场测试分析结果表明：各载荷单独作用时，销孔应力较大区域沿径向条状分布且应力分布较均匀，内螺纹应力较大区域沿径向自上向下逐渐减弱，且最大应力受扭矩作用最大而受狗腿度产生的弯矩作用最小；各载荷组合作用时，轴向力对销孔和内螺纹应力分布影响最大，且最大应力均小于许用应力而推断两处断轴原因不是超载导致的脆性断裂；内螺纹处疲劳寿命明显小于销孔处疲劳寿命，为传动轴优化设计提供依据。     

基于ANSYS的斗齿疲劳寿命预测

疲劳破坏是斗轮堆取料机用斗齿在实际工况下主要的失效形式之一。通过有限元分析软件ANSYS建立斗齿的有限元模型,对其进行静力强度计算,得出斗齿在服役中的应力最大节点和应力集中区域。通过名义应力法并且结合ZGMn 13材料的S-N曲线,利用ANSYS中的Fatigue模块进行斗齿结构的疲劳寿命计算,预测其疲劳寿命,为斗齿的可靠性设计和结构优化提供依据。     

60Si2Mn钢汽车板簧热处理工艺优化研究

通过试验分析了热处理工艺对60Si2Mn钢汽车板簧金相组织和力学性能的影响，提出了60Si2Mn钢汽车板簧的最佳淬火温度。试验表明，适当提高淬火温度至910℃；G，淬火后得到板条马氏体，有利于获得强度、塑性、韧性以及断裂韧性兼优的综合力学性能。经420℃回火，保持较高的强度和韧性，满足汽车板簧小能量多冲和疲劳载荷的服役状态，具有较高的疲劳寿命等使用性能。     

龙门起重机金属焊接结构疲劳寿命分析

根据50 t×35 m龙门起重机的实际运行工况,对其金属焊接结构进行了有限元分析和动态仿真分析,得到了各种工况下的应力分布以及力-时间历程;把静态应力与力-时间历程相结合,计算出动态应力.在此基础上,利用国际焊接学会提供的疲劳寿命S-N曲线,对金属焊接结构进行疲劳寿命分析,得出其疲劳寿命分布云图.结果表明:柔性腿上部变截面处为疲劳薄弱部位,节点5031疲劳损伤最为严重,寿命为1.09×106次循环.     

内燃机车主发电机机座疲劳寿命预测

以铁路车辆使用的某型号主发电机机座为研究对象,利用ABAQUS对发电机机座进行有限元仿真分析。根据实际工况和设计要求,对机座进行静强度评估;参照国际焊接学会焊接疲劳评估标准及EN15085欧洲铁路标准,分别利用热点应力法和等效结构应力法计算发电机机座危险焊缝的疲劳强度与应力因数,并将结果进行对比。结果表明:在极限工况下,机座内最大Mises应力小于机座材料的屈服强度,机座满足静强度要求;在冲击和停机两种工况下,机座危险焊缝的热点应力最大应力变化范围小于该形式接头对应S-N曲线的截止疲劳极限,机座的疲劳强度满足设计要求;利用FE-SAFE提取机座危险焊趾处的结构应力,通过等效结构应力法计算得出的危险焊缝疲劳寿命满足设计要求;对比两种方法得出的应力因数,在焊接结构较为复杂时,等效结构应力法可以更高效和准确地预测焊接结构的疲劳寿命。     

65Si2MnW弹簧钢的氧化脱碳特性及疲劳性能

通过在不同温度和保温时间的条件下在空气介质中进行氧化脱碳试验,研究了不同热处理制度对65Si2Mn W弹簧钢的氧化层脱除量和脱碳层深度的影响规律。并通过旋转弯曲疲劳试验和断口扫描分析,研究了65Si2Mn W弹簧钢的疲劳性能及其开裂原因。结果表明:随着热处理时间的延长65Si2Mn W弹簧钢的氧化层脱除量和脱碳层深度都随之增加,而随着热处理温度的升高,65Si2Mn W弹簧钢的氧化层脱除量逐渐增加,但脱碳深度先增加后减少。并且,65Si2Mn W弹簧钢在不同热处理条件下的氧化脱碳性能均优于传统的60Si2Mn弹簧钢。此外,通过疲劳升降法的试验结果计算得到65Si2Mn W弹簧钢的疲劳强度约为817 MPa。通过对疲劳裂纹源中的夹杂物进行能谱分析,发现裂纹源主要为含S、Mn、Ca的复合夹杂物(Mn,Ca)S,并且当夹杂物尺寸较大时,65Si2Mn W弹簧钢的疲劳寿命明显下降。     

汽车B柱疲劳寿命研究

通过仿真分析与台架试验相结合，采用载荷谱重构手段得到汽车B柱的道路载荷谱。设计了台架疲劳试验，对试验后的汽车B柱进行了探伤分析，确定了汽车B柱的服役寿命。对比了不同循环周次下汽车B柱的疲劳寿命和材料疲劳极限，分析研究了材料疲劳极限和汽车B柱疲劳寿命的相关性。结果表明，汽车在经过300000 km的行驶后B柱未出现疲劳断裂现象，其寿命与材料疲劳极限呈正相关，且相关性最大值均出现在材料10⁶循环周次处，为汽车B柱的选材提供参考。     

开缝衬套挤压工艺影响TA15孔疲劳增益研究

采用对比疲劳试验方法,研究了相对挤压量、终铰参量、衬套开缝放置角度等工艺参数和特征对开缝衬套挤压TA15钛合金连接孔疲劳增益的影响。结果表明,开缝衬套挤压技术可有效提高TA15钛合金孔结构疲劳强度,延长其疲劳寿命；相对挤压量越大,孔挤压疲劳增益越大,但是TA15钛合金对挤压量非常敏感,微小的相对挤压量波动会导致显著的疲劳增益波动；在完全去除开缝衬套在孔壁遗留的材料凸脊前提下,0.190 mm和0.065 mm两种单边终铰参量对TA15孔结构挤压疲劳增益有明显影响,0.190 mm单边铰削量时挤压疲劳增益更大,而非终铰参量越小越好；在s_max=400 MPa,R=0.1疲劳载荷条件下,衬套开缝与试样最窄截面平行放置,仍能够获得明显的疲劳增益,但相对于与试样与最窄截面呈90°放置,疲劳增益会略有下降,建议在实际孔挤压操作中,衬套开缝尽量避开最窄截面放置。     

开缝衬套冷挤压强化技术研究进展

开缝衬套冷挤压是一种连接孔强化技术,能够有效地提高连接孔的疲劳寿命,具有不增加质量、不改变结构、强化效果好等优点。介绍了开缝衬套冷挤压技术的基本原理,阐述了我国尚待解决的开缝衬套材料研制、开缝衬套制备技术、疲劳增益调控3项关键技术问题,并从残余应力和疲劳寿命等方面,对近些年来国内外的相关研究进行了梳理、总结,归纳了现有文献中挤压量等重要工艺参数对不同材料的影响效果,并基于目前研究的不足之处,提出接下来可关注的研究方向,为进一步开展开缝衬套冷挤压技术的研究提供了参考。     

考虑参数不确定性的疲劳断轴可靠性分析方法

主轴是综合传动装置中的核心元件，其可靠性直接影响综合传动装置的正常运行。针对综合传动装置主轴的疲劳失效模式，在有限元仿真的基础上考虑参数不确定性进行可靠性分析。针对疲劳断裂的主轴建立模型进行瞬态动力学仿真，获取承载工况下最大剪切应力。在此基础上考虑参数分散性对主轴强度与所受应力的影响，进行不确定性分析，并基于广义应力-强度干涉理论，运用蒙特卡洛抽样方法进行可靠度计算。在实际使用中，特殊任务下多次发生未预料的断轴故障，主轴的实际使用寿命远低于设计寿命，以该特殊任务为例进行主轴的可靠性分析。研究结果表明：针对疲劳断轴故障，采用考虑不确定性的可靠性分析方法可行。通过案例分析得到了主轴特殊工况下的疲劳寿命。     

孔挤压强化对7050铝合金孔结构疲劳性能的影响

为了探究不同相对挤压量的开缝芯棒孔挤压强化对7050铝合金疲劳性能的影响,建立了开缝芯棒孔挤压强化有限元模型,开展了开缝芯棒孔挤压强化试验,分析了孔挤压强化试样孔壁残余应力和受载试样孔壁应力分布规律,探究了相对挤压量、残余应力和疲劳寿命之间的关系,揭示了开缝芯棒孔挤压强化工艺的抗疲劳增益效果。研究结果表明：试样孔壁挤入端,相对挤压量为2%、3%和4%,孔壁最大残余压应力为246.8、338.6和367.7 MPa,相对挤压量与孔壁最大残余压应力呈正相关;受载试样孔壁挤入端,相对挤压量为2%、3%和4%,孔壁最大应力为451.2、368.7和321.6 MPa,相对挤压量与孔壁最大应力呈负相关;相对挤压量为2%、3%和4%的试样中值疲劳寿命是相对挤压量为0的1.17、1.52和1.71倍。     

芯棒直接孔挤压强化7050铝合金疲劳性能研究

为了探究实心芯棒、开缝芯棒两种芯棒直接孔挤压强化方法对7050铝合金疲劳性能的影响,建立了芯棒直接孔挤压强化7050铝合金三维有限元仿真模型,开展了芯棒直接孔挤压强化试验,对比分析了未挤压强化、芯棒直接孔挤压强化试样的孔壁应力、疲劳性能。研究结果表明：芯棒直接孔挤压强化试样铰削加工前后,孔壁最大残余压应力差值小于20 MPa；芯棒直接孔挤压强化后试样孔壁形成的残余压应力能够抵消部分受载过程中产生的拉应力；实心芯棒孔挤压强化试样的中值疲劳寿命是未挤压强化试样的1.46倍,开缝芯棒孔挤压强化试样的中值疲劳寿命是未挤压强化试样的1.52倍；芯棒直接孔挤压强化减小了疲劳源数量,缩小了疲劳裂纹扩展区的疲劳辉纹间距,提高了试样的疲劳寿命。     

深层滚压加工对高碳铬轴承钢超长寿命疲劳行为的影响

深层滚压加工对高碳铬轴承钢超长寿命疲劳行为的研究表明：与深层滚压加工前相同，在高应力幅短寿命区，疲劳裂纹萌生于试样表面；由于表面压缩残余应力的影响，疲劳强度有所提高．在低应力幅长寿命区，疲劳裂纹萌生位置从未经深层滚压加工试样的次表面向深层滚压加工试样内部没有压缩残余应力和硬化层的位置转移；因弯曲应力梯度的影响，疲劳强度有了较大的提高．深层滚压加工可以提高高碳铬轴承钢在超长寿命区的旋转弯曲疲劳强度．     

Improving fatigue performance of welded joints of X65 pipeline steel by UIT

0IntroductionAs well known,ocean steel structures are most madeby welding.It is quite possible for ocean engineeringstructures,especially submarine oil and gas pipelines to bedestroyed by fatigue failure,because these structures al-ways endure cyclic load…     

Fatigue Life Properties and Availability of Proof Testing in Ceramics-Coated Glass

The long-term durability of high-performance ceramics-coated glass should be appropriately evaluated prior to their practical applications. Fatigue properties of such materials should be clarified to ensure the long-term durability. In this work, a borosilicate glass was coated with alumina or silicon carbide thin films by sputtering method. Fatigue tests of coated glass were conducted under three-point bending. It was clarified that the fatigue life was elongated by coating ceramic thin films on glass and the fatigue life distribution in glass coated with thicker films shifted toward longer life region. Proof testing was carried out for coated glass specimens to remove specimens having lower fatigue lives. It was suggested that proof testing for fatigue of ceramics-coated glass was effective as a screening procedure which can remove weaker specimens by static pre-loading before fatigue tests. In correlating average fatigue lives, fatigue resistance strength was introduced as the average bending strength divided by the applied maximum stress. It was revealed that the average fatigue lives of every coated glass, including average lives after proof testing, were well correlated by a power function of the fatigue resistance strength and its modified parameter, irrespective of film material and thickness and also applied stress level.     

齿轮疲劳强度与裂纹萌生区域的预测研究

以经过表面强化后的国产某轿车变速箱齿轮为例,根据齿根附近沿深度的残余应力和硬度的分布对单齿弯曲疲劳强度和疲劳裂纹萌生区域的预测进行了分析和试验验证.通过强度和硬度之间的转换关系以及疲劳强度与残余应力的作用关系,得到了齿根附近沿深度的弯曲疲劳极限分布,齿根次表面下0.25～0.45mm之间的区域是疲劳危险区.齿轮表面强化的结果使得齿轮弯曲疲劳裂纹源从表面转入到次表面,并初步得到了微观验证.研究结果说明了基于残余应力和硬度可以进行疲劳强度和疲劳裂纹萌生区域的预测.     

A100钢开缝衬套孔挤压强化残余应力场

为研究A-100钢开缝衬套挤压工艺,提高孔的抗疲劳性能,使用X射线衍射方法和中间开孔的板状试样,研究开缝衬套挤压过盈量、挤后铰削量和保温温度对残余压应力场的影响。研究表明,由于孔受挤压发生弹塑性变形而引入切向残余压应力(σh),σh值随开缝衬套挤压过盈量(Ice)增加而显著增大,当Ice为0.4mm时,σh值可达-500 MPa以上。未铰削的挤压试样,孔边缘残余压应力最大,可达到-680MPa,随着铰削量(R)的增大,σh降低,而当绞削量达到0.7mm时,σh仅剩余28%。保温10h后,各点σh值均明显降低,350℃下孔边缘σh仅存14%。