载荷谱下后桥疲劳寿命的预测

以某多功能运动车(SUV)扭杆梁后桥为对象,根据疲劳累积损伤理论中常用的PalmgrenMiner准则、修正的Miner准则和双线性准则,对程序载荷谱下后桥的疲劳寿命进行预测,并结合台架试验验证各损伤模型的精度.结果显示,在随机载荷谱下进行疲劳寿命预测时Miner准则的精度最高,与试验寿命的吻合最好.     

结构钢高周疲劳寿命预测的电阻模型

研究了金属材料基于电阻变化的损伤定义，它能较好地反映损伤演化过程中共同存在和相互作用的宏、细、微观效应，并且在传导电流的导电截面与承载截面等价的假设条件下，与有效截面的损伤定义等价．通过纯弯旋转高频疲劳试验，提出了基于电阻变化的常用结构钢的高周疲劳损伤累积模型，获得了相应的疲劳损伤演化律及其寿命预测公式，并对由正火45号碳钢、16Mn钢和20Mn钢三种结构钢制成的试样进行了具体测试．     

用于疲劳寿命预测的概率型线性累积损伤准则

引入随机疲劳损伤正则化因子的概念,建立了一种满足统计自治条件的概率型线性疲劳累积损伤准则,给出了单级加载、多级加载和随机谱载作用下,结构或结构元部件的随机疲劳累积损伤计算公式.这些公式可用来描述结构或结构元部件疲劳裂纹形成概率随循环加载历程的演化规律.     

轮式装载机半轴载荷谱编制及疲劳寿命预测

通过实测装载机半轴典型作业工况的载荷信号,编制了半轴的载荷谱,为预测半轴疲劳寿命提供了载荷条件。根据所编制的载荷谱和半轴有限元分析结果,利用Miner准则对半轴进行了疲劳寿命预测。分析了不同工况对疲劳寿命的影响。结果表明:原生土和半湿土工况造成的疲劳损伤比例达到68.6%,而其他工况造成的损伤较小。考虑到不确定因素对疲劳寿命的影响,对半轴的疲劳寿命进行了灵敏度分析。由灵敏度分析结果可知,当半轴表面有100MPa的残余压应力,可提高寿命3.7倍;载荷幅值增加10%,寿命减少80%。该方法可以为准确预测装载机半轴疲劳寿命,改进半轴结构提供参考。     

客车飞轮壳的载荷谱测试及疲劳寿命分析

对某型客车飞轮壳的道路载荷进行了采集,得到其典型工况下的加速度载荷时间历程,并编制成载荷谱.基于频域的有限元疲劳方法分析了飞轮壳的疲劳强度,得到了飞轮壳疲劳强度的分布云图及疲劳热点,为改进飞轮壳结构提供参考.     

复合材料层板疲劳损伤寿命的预测

根据复合材料层板疲劳损伤机理，首先建立数学模型，然后运用宏观断裂力学的方法分析、推导出了在基体损伤破坏下正交层板的疲劳损伤寿命的预测公式，最后通过算例进行了验证。     

小型风力发电机叶片损伤识别试验研究

针对风力发电机叶片的损伤识别定位,通过对损伤前后小型风机叶片进行试验,利用自互谱密度法得到其动力特性参数,以此研究叶片损伤识别与定位的方法.研究结果表明：叶片发生损伤后,叶片的固有频率都有降低,可以通过固有频率的下降作为判断叶片损伤的依据.叶片损伤周围区域模态振型与其他部分相比,会有更加明显的变化,损伤所在位置与曲线峰值位置基本相吻合,说明轴向振型差变化率可以对叶片的损伤位置进行有效定位.     

基于固有频率变化的点焊接头疲劳寿命预测

为得到固有频率随疲劳裂纹扩展的变化规律,在拉剪点焊试样有限元模型中,使用逐渐由少到多断开单元节点的方法模拟裂纹扩展过程.根据损伤力学原理和裂纹在横截面上的投影定义了损伤,建立了基于载荷幅和平均应力的疲劳寿命预测模型.利用此模型预测了实际试样的疲劳寿命.寿命预测结果与实验寿命结果对比表明,此疲劳寿命预测模型能较好地估算点焊结构的疲劳寿命.     

基于灰色理论的飞机结构疲劳寿命预测

对飞机结构疲劳寿命进行预测研究,具有重要的军事意义与凸显的经济价值,本文以某型军用飞机关键结构部件--水平尾翼为具体研究对象,采用通过飞机结构疲劳寿命试验专用平台得到的水平尾翼疲劳寿命的真实试验数据,运用灰色相关理论建立非等间距GM(1,1)模型,应用此模型预测飞机结构部件的疲劳寿命,并通过试验对所建模型的准确性与有效...     

风荷载的非高斯性对风机结构疲劳损伤的影响

为分析非高斯风荷载作用下风机结构的疲劳寿命,在穿越模型基础上,根据Monte Carlo模拟生成某典型风机正常风速条件下,高斯、非高斯硬化和软化3种风场的风速时程,用于分析风场的非高斯性对风机结构疲劳损伤的影响.由叶片的气动模型和多体动力,计算出风机的动力响应,并对响应的时域特性进行分析.基于线性损伤累积和线性裂纹扩展理论,对裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命进行详细讨论.结果表明:不同概率特性风场作用下风机动力响应的最大值有所不同,且风机响应的非高斯性较风场的非高斯性减弱;在年平均风速较小地区,风场的非高斯性对风机疲劳寿命影响较小;但随着年平均风速的增大,非高斯性对疲劳寿命的影响显著增大,当年平均风速为7 m/s和9 m/s时,相较于高斯风场,软化过程的裂纹形成寿命减小约10%.因此,在年平均风速较大地区,需要考虑风场的软化特性对风机结构疲劳损伤的影响.     

含三晶交多晶体沿晶断裂数值建模方法研究

为了全面解析风电齿轮的疲劳损伤演化机理, 以某1.5 MW风力发电机高速级齿轮为研究对象, 基于Voronoi图与多晶体组织的几何相似性, 建立介观尺度下的齿面模型, 采用内聚力单元模拟晶界对基体的割裂作用, 引入双线性分离曲线作为评判损伤的依据. 采用周期跳跃的加载方式模拟齿面接触载荷的循环累积效应, 仿真预测接触疲劳裂纹的萌生位置及其疲劳寿命, 并探讨风速变化和齿面间摩擦因数对疲劳裂纹演化的影响. 结果表明, 齿轮在疲劳损伤初期的演化速率较慢, 随着损伤量的不断累积, 其损伤速率逐渐加快. 针对研究对象, 在距齿面深度0.13、0.27 mm处最先出现裂纹, 并伴随接触应力的循环加载逐渐扩展, 最终于齿面形成典型的剥落破坏. 此外, 通过对比分析还可以发现, 高风速和齿间润滑不良均显著降低齿轮的寿命.

     

弯曲应力对汽轮机螺栓疲劳寿命影响的研究

火力发电厂汽轮机螺栓是汽轮机组的重要部件,螺栓疲劳寿命的研究对汽轮机的安全运行及维修具有重要的意义。对螺栓所受应力特别是附加弯曲应力进行了全面的分析,采用平均应力Morrow修正式对弯曲应力对疲劳特性的曲线的影响进行了研究,得到了不同偏转角下的螺栓低周疲劳特性曲线,并对一实际螺栓进行了具体计算,提出了在螺栓偏斜情况下准确计算疲劳寿命损耗的方法。     

基于Davenport谱风机叶片旋转状态下的应力分析

为了确保风力机叶片安全可靠运行,对其进行了旋转工况下的应力分析.以UG建立的叶片实体模型为研究对象,运用更加贴近实际工况的Davenport风谱建立了近海风场,利用Newmark法求解了结构运动方程,并在与文献试验结果对比的基础上,数值模拟了叶片应力分布.研究结果表明,风力机叶片的位移响应与应力响应幅值均随来流风速的增加而增加,旋转速度和来流风速均对叶片在相对弦长和相对翼展方向上的最大mises应力变化趋势有明显影响,该结果可以为风力机叶片优化设计提供参考.     

Improvement of the plot method of fatigue life prediction formula

The fatigue life for components can be predicted by the plot method which is easy and convenient in engineering. Based on the usual fatigue life prediction formula, a new formula for estimating the low stress and high cycle fatigue life is proposed and deduced, which has adopted more accurate S-N curve relationship — Weibull S-N curve formula. The solution of the new formula is given, too. In addition, an example has been calculated and proved in practice. The results of the new formula and the old one are given and compared. Project supported by the Nonferrous Metals Industry Corporation of China Synopsis of the first author Dr Liu Yilun, associate professor, born on Oct. 30, 1955, majoring in fatique strength of component and the technology of continuous casting for nonferrous metal.     

非局部增强梯度损伤模型在材料疲劳寿命估算中的应用

提出了一种新的估算等幅载荷谱下金属疲劳寿命的方法——非局部增强梯度损伤模型的方法。该方法将非局部应变代人加载函数与损伤增长率公式中,考虑了材料的微观尺度因素和材料的损伤判据;并以含缺口的金属材料试件验证了该算法的可行性和精确性;结果表明非局部增强梯度损伤模型法能较准确地进行等幅疲劳寿命的可靠性估算,有较好的工程应用价值。     

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.     

海上风机单桩基础疲劳损伤计算方法

为提高海上风机基础疲劳损伤计算的准确性,评价不同计算方法的适用性和影响,以海上风机单桩基础为例进行疲劳评价,建立全时域的动力分析模型和基于功率谱密度函数的频域疲劳损伤计算流程,研究气动阻尼比取值、风与波浪联合作用、应力幅概率分布模型对基础疲劳损伤的影响. 结果表明：基础疲劳损伤受气动阻尼比影响突出,风致疲劳损伤对气动阻尼比的敏感性大于浪致疲劳损伤;由于风与波浪联合作用对基础的疲劳损伤有较大影响,简单叠加风致疲劳损伤和浪致疲劳损伤得到的结果较风与波浪联合作用时偏小;确定合适的应力幅概率分布模型十分必要,频域法中采用Dirlik模型得到的风致疲劳损伤和采用快速傅里叶逆变换（IFFT）的浪致疲劳损伤分别与时域法的结果相近,但叠加的总疲劳损伤小于风与波浪联合作用时的总疲劳损伤.