夹层结构自冲铆接头疲劳性能的研究

以不同泡沫金属为夹层进行自冲铆接头疲劳试验,采用二参数威布尔分布检验疲劳数据,并拟合各组试样的S-N曲线。用扫描电子显微镜观测不同疲劳区接头的典型疲劳断口,分析裂纹萌生形式,研究接头在不同应力下的失效机理。结果表明:以泡沫镍为夹层的接头疲劳寿命明显优于泡沫铁镍为夹层的接头;泡沫镍在微动过程中迁移流动能力较强,在磨屑床中起第三体润滑承载作用;接头的疲劳裂纹萌生于接头的铆接点下板或铆孔中心的下板一侧区域;铝合金疲劳源区晶粒滑移呈不均匀性,疲劳裂纹萌生于金属夹杂物、第二相处;接头的裂纹扩展区可观察到大量密集分布的疲劳条带,并伴有较深的二次裂纹;在瞬断区,铝合金自冲铆接头呈韧窝形貌。     

粉土界面恒刚度循环剪切试验研究

竖向循环荷载作用下桩土界面的作用机理是研究桩土摩擦疲劳的关键。针对循环荷载作用下桩-粉土界面的剪切性能,使用改进的剪切试验装置在恒刚度条件下进行循环剪切试验,研究循环次数、累积位移和法向刚度对其摩擦疲劳性能、循环后单调剪切性能的影响。试验结果表明,粉土在循环剪切过程中,法向应力和剪应力在初始10个循环内随循环数增加快速衰减,随着循环进行,逐渐趋于稳定;单次循环内在剪切位移方向变化时,土体呈现表现出剪缩-剪胀-剪缩交替现象,总体变形呈现剪缩的趋势;循环荷载作用下,粉土界面的法向应力和剪应力随法向刚度增大衰减速率增大,达到稳定的累积循环位移越小;粉土循环后的单调剪切、法向应力恢复的单调剪切的剪应力比小于首次单调剪切试验值,且法向应力恢复的循环后剪切试验的剪胀程度较小,表明循环剪切过程中界面处粉土颗粒棱角破碎,颗粒变得光滑。在对试验数据分析的基础上,提出了与累积位移、法向刚度和初始应力相关的无量纲累积位移,建立了法向应力和界面摩擦角随累积位移的衰减方程。     

十字滑环载荷与失效原因的有限元分析

十字滑环是涡旋式压缩机动涡旋防自转的功能性零件,十字滑环直接影响涡旋式压缩机动静涡旋的啮合。为了研究十字滑环的载荷和应力分布,本文通过理论分析十字滑环凸键处所受应力,并采用Unigraphics NX10.0对十字滑环凸键的应力分布进行有限元分析,结合以往的可靠性试验,发现十字滑环的危险位置在其环臂上。进一步对十字滑环受载时的变形作出分析,得出十字滑环环臂位置是在周期性的弯曲应力作用下疲劳失效的结论。研究结果对压缩机十字滑环的失效原因分析以及设计优化提供有力的理论支撑。     

石英纤维增强聚酰亚胺树脂基复合材料的疲劳特性

石英纤维增强聚酰亚胺树脂基复合材料具有比强度高、比刚度大、结构可设计性等很多优点,将在武器装备结构件领域广泛应用。对石英纤维增强聚酰亚胺树脂基复合材料的室温及高温拉伸性能进行了研究;对石英纤维增强聚酰亚胺树脂基复合材料的室温及高温拉-拉疲劳特性进行了研究。结果表明,复合材料的拉伸强度及弹性模量随着测试温度的升高而降低,并且在300℃时保留率分别是68%和80%。在相同应力水平下,复合材料的室温疲劳寿命比高温疲劳寿命高。在高温下,由于树脂软化,复合材料的经纱裂纹减缓。通过疲劳断裂的断口形貌和疲劳寿命变化,对复合材料损伤机制进行评估。     

基于威布尔分布的液压柱塞泵可靠性研究

对液压柱塞泵进行污染磨损试验,得到液压柱塞泵污染磨损寿命。根据威布尔分布寿命评估方法得到液压柱塞泵的可靠性,做到及时预警和维修,预防重大安全事故发生,降低设备运行风险,节约生产成本。     

多因素复合作用FRP筋拉伸性能以及寿命预测分析

通过拉伸试验研究在多因素复合老化作用下纤维增强复合材料(FRP)的拉伸性能。试验参数主要包括温度、树脂基体、应力以及FRP纤维种类等。试验结果表明,温度越高FRP的抗拉强度降低越快;在同等条件下,应力可以加速FRP筋材抗拉性能的退化;环氧基体FRP筋材的力学性能优于乙烯基酯基体FRP筋材;CFRP筋各项力学性能优于BFRP筋;温度对FRP筋材的弹性模量影响较小;基于Arrhenius方程结合试验数据确定在此条件下的环境折减系数,进而对其进行寿命预测。     

椭圆柔性铰链疲劳失效分析与寿命预测

针对柔顺机构中柔性铰链受到交变对称循环载荷的作用下,使柔性铰链最薄弱处容易产生应力集中,导致柔性铰链疲劳失效问题,以柔顺机构中椭圆型柔性铰链为研究对象,以材料力学中纯弯曲理论为基础,推导椭圆柔性铰链切口处最大集中应力计算公式;利用ANSYS仿真分析,对比验证了计算公式的准确性与可行性;在此基础上,通过引入线性回归方法,建立椭圆型柔性铰链寿命预测模型,既可以预测椭圆型柔性铰链的疲劳寿命,也可以解决疲劳失效问题。通过实例验证了该模型的正确性与有效性,可为其他类型柔性铰链的疲劳失效与寿命预测提供重要参考。