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考虑施扰山体影响的耐张型悬索支撑输电结构风振疲劳损伤分析 被引量：1
1
作者 李正良 王邦杰 王涛 《振动工程学报》 北大核心 2025年第2期279-291,共13页
由于受扰山体风场会受到附近其他山体的影响,处于受扰山体风场中的耐张型悬索支撑输电结构风振疲劳损伤需要考虑施扰山体的影响。为了分析施扰山体对耐张型悬索支撑输电结构风振疲劳损伤的影响,本文进行了复杂山地风场特性风洞试验,讨... 由于受扰山体风场会受到附近其他山体的影响,处于受扰山体风场中的耐张型悬索支撑输电结构风振疲劳损伤需要考虑施扰山体的影响。为了分析施扰山体对耐张型悬索支撑输电结构风振疲劳损伤的影响,本文进行了复杂山地风场特性风洞试验,讨论了受扰山体风场平均风修正系数和脉动风修正系数随施扰山体坡度、高度和间距的变化规律,并提出了相应的分布模型;基于非线性有限元理论,建立了考虑施扰山体影响的耐张型悬索支撑输电结构风振非线性有限元模型;采用雨流计数法和Miner线性疲劳累积损伤准则进行疲劳损伤分析;通过本文提出的框架研究了施扰山体对某两跨耐张型悬索支撑输电结构风振疲劳损伤的影响。结果表明:随着施扰山体坡度的增大,耐张型悬索支撑输电结构各部位疲劳损伤呈先减小后增大的变化趋势;施扰山体高度对各部位疲劳损伤的影响较小,无明显变化规律;当施扰山体间距为0~600 m时,各部位疲劳损伤随着间距的增大而逐渐减小,当施扰山体间距为600~800 m时,各部位疲劳损伤随着间距的增大而陡然增大;在同一施扰山体影响下,支撑导线悬索和导线的端部疲劳损伤均较跨中更大。 展开更多
关键词 悬索支撑输电结构 风振疲劳损伤 Miner线性疲劳累积损伤准则 复杂山地风场 施扰山体
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考虑加载次序影响的改进M-H模型
2
作者 范文亮 李正良 李明亮 《工程力学》 北大核心 2025年第4期179-186,共8页
传统的M-H模型不能考虑加载次序对后续疲劳累积损伤模型的影响,考虑加载次序对模型影响的改进M-H模型大多通过修改寿命比特征指数实现,可推广性受限。该文建议了一种更易推广的考虑加载次序影响的方式,即等效循环比,给出了改进M-H模型... 传统的M-H模型不能考虑加载次序对后续疲劳累积损伤模型的影响,考虑加载次序对模型影响的改进M-H模型大多通过修改寿命比特征指数实现,可推广性受限。该文建议了一种更易推广的考虑加载次序影响的方式,即等效循环比,给出了改进M-H模型的一般形式;并建议了可实用的等效循环比表达式,提出了一种新的改进M-H模型。借助已有试验数据验证了建议的改进M-H模型的准确性,且通过与现有模型的对比体现了该文中模型的较优精度与广泛适用性。 展开更多
关键词 金属材料 疲劳损伤累积 加载次序影响 等效循环比 M-H模型
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基于冲击功离散性的曲轴早期疲劳失效评估方法
3
作者 李向哲 梁刚 +2 位作者 郑小梅 徐聪聪 许金泉 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第1期111-120,共10页
考虑实际材料强度寿命特性的离散性,提出了一种用于评估曲轴早期疲劳失效的方法.材料强度寿命离散性的微观机理在于材料内部的微观组织结构(包括微观缺陷)分布的不均匀性,这可以用初始损伤的概率分布来统一表征.同种牌号的合金,其强度... 考虑实际材料强度寿命特性的离散性,提出了一种用于评估曲轴早期疲劳失效的方法.材料强度寿命离散性的微观机理在于材料内部的微观组织结构(包括微观缺陷)分布的不均匀性,这可以用初始损伤的概率分布来统一表征.同种牌号的合金,其强度寿命特性的中值基本一致,但离散范围则会有很大差别,必须通过足够的取样试验才能确定.对于由34CrNi3MoA合金制成的某柴油发动机曲轴锻件,由冲击取样试验的冲击功离散性估算了疲劳极限的离散性,由结构疲劳试验确定了疲劳极限概率分布的均值.传统设计手册所推荐的安全系数只是暗中假定了材料的某种离散性,本研究给出考虑材料实际离散性的安全系数与可靠性间的定量关系.当实际使用的材料不满足规定的可靠性要求时,曲轴就易发生早期疲劳失效. 展开更多
关键词 早期疲劳失效 离散性 冲击功 疲劳极限 可靠性
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二道次高温后Q345B钢的高周疲劳及γ-P-S-N曲线研究
4
作者 葛业豹 缑瑞宾 +3 位作者 张春雨 于敏 王念 徐浩 《材料科学与工艺》 北大核心 2025年第2期57-66,共10页
为评估二次火灾后钢材的疲劳性能,以工程常用钢Q345B为研究对象,通过不同道次的升温、自然冷却模拟多次火灾环境,采用轴向拉伸与高周疲劳实验,对室温和经历二道次700、800℃高温自然冷却后的Q345B试样的拉伸与疲劳性能进行研究。结果表... 为评估二次火灾后钢材的疲劳性能,以工程常用钢Q345B为研究对象,通过不同道次的升温、自然冷却模拟多次火灾环境,采用轴向拉伸与高周疲劳实验,对室温和经历二道次700、800℃高温自然冷却后的Q345B试样的拉伸与疲劳性能进行研究。结果表明:经过高温热处理的Q345B钢屈服平台更为明显;同一道次热处理温度越高,拉伸性能降低越明显。随着热处理温度的升高,组织中珠光体减少,显微组织趋于结构均匀化;在二道次高温自然冷却后Q345B钢微观组织中的珠光体基本消失,显微组织由铁素体组成。根据实验结果,建立二道次高温自然冷却后Q345B钢的中值S-N曲线模型,随着温度的增加,Q345B钢的疲劳强度及寿命下降明显;在同一道次下,不同温度的中值S-N曲线趋于平行。通过采用单侧容限系数法得到基于置信度和试件存活率的安全疲劳设计曲线,即概率γ-P-S-N曲线,利用该模型可对火灾后Q345B钢的疲劳性能进行有效评估。 展开更多
关键词 Q345B钢 二道次高温 拉伸疲劳试验 中值S-N曲线 概率γ-P-S-N曲线
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热腐蚀对K444合金高周疲劳的影响研究
5
作者 李明亮 贾旭 +4 位作者 凌晨 于连旭 于苏洋 江荣 宋迎东 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期327-336,共10页
针对热腐蚀致燃气轮机涡轮叶片高周疲劳(High cycle fatigue,HCF)失效问题,使用NaCl+Na2SO4盐对涡轮叶片用K444合金进行热腐蚀,采用SEM、EDS及纳米压痕仪研究了热腐蚀层的微观组织、成分和硬度,基于逐级加载法研究了热腐蚀对K444合金HC... 针对热腐蚀致燃气轮机涡轮叶片高周疲劳(High cycle fatigue,HCF)失效问题,使用NaCl+Na2SO4盐对涡轮叶片用K444合金进行热腐蚀,采用SEM、EDS及纳米压痕仪研究了热腐蚀层的微观组织、成分和硬度,基于逐级加载法研究了热腐蚀对K444合金HCF强度的影响。研究结果表明热腐蚀引起了K444合金的氧化与硫化,硫化层位于氧化层下,同时在与硫化层毗邻的基体中存在γ'相贫乏区。随着热腐蚀时长的增加氧化层逐渐增厚,硫化层厚度出现先增大后减小的趋势,纳米压痕分析得到的硬度顺序为氧化层>基体>硫化层。热腐蚀加速了K444合金的疲劳裂纹萌生,使得K444合金缺口试样的疲劳强度降低了9.68%~23.97%。 展开更多
关键词 镍基高温合金 氧化 热腐蚀 高周疲劳 裂纹萌生
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数据驱动的金属疲劳寿命模型研究进展
6
作者 甘磊 吴昊 仲政 《力学进展》 北大核心 2025年第1期30-79,共50页
金属疲劳寿命模型是开展工程结构完整性和可靠性评估的基础.传统的知识驱动模型关注疲劳机理和数理逻辑,一般具有明确的物理意义,并且可高度概括疲劳失效过程.然而,随着对结构安全性要求的日益提高以及新兴工程材料的不断涌现,传统模型... 金属疲劳寿命模型是开展工程结构完整性和可靠性评估的基础.传统的知识驱动模型关注疲劳机理和数理逻辑,一般具有明确的物理意义,并且可高度概括疲劳失效过程.然而,随着对结构安全性要求的日益提高以及新兴工程材料的不断涌现,传统模型在预测能力、应用场景、工程适用性等方面都逐渐显现出局限性.近年来,由人工智能赋能的数据驱动模型在金属疲劳寿命研究领域受到了广泛关注,相关研究成果正逐步应用于解决包括单轴疲劳、多轴疲劳、变幅疲劳在内的各类经典疲劳问题.数据驱动模型能够在最小化人因误差的情况下,从多变量作用中解析出对疲劳寿命的最优显\隐式表达,可揭示传统方法难以发现的失效规律,已然成为领域内新的研究热点.本文综述了当前数据驱动模型在金属疲劳寿命预测方面的研究进展,首先总结了纯数据驱动模型的一般应用流程及其应用现状,其次归纳了各类知识-数据混合驱动模型的实现方式及应用优势,最后对未来潜在研究方向及挑战进行了探讨与展望. 展开更多
关键词 疲劳寿命预测 金属 数据驱动模型 知识-数据混合驱动模型
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基于物理信息神经网络的金属多轴疲劳寿命预测进展
7
作者 张颛利 孙兴悦 陈旭 《机械强度》 北大核心 2025年第2期44-52,共9页
材料的多轴疲劳寿命预测研究是保证部件结构完整性的关键要素之一。近年来机器学习尤其是神经网络在疲劳寿命预测领域得到了广泛应用。然而,疲劳数据的不足阻碍了神经网络在疲劳预测中的进一步应用。为了解决这一问题,考虑疲劳先验物理... 材料的多轴疲劳寿命预测研究是保证部件结构完整性的关键要素之一。近年来机器学习尤其是神经网络在疲劳寿命预测领域得到了广泛应用。然而,疲劳数据的不足阻碍了神经网络在疲劳预测中的进一步应用。为了解决这一问题,考虑疲劳先验物理知识的物理信息神经网络逐渐受到关注。首先,概述了机器学习算法的分类及神经网络模型在多轴疲劳寿命预测中的应用。随后,重点对基于物理信息神经网络的材料疲劳寿命预测研究进行了深入探讨。最后,从基于物理信息的输入特征、基于物理信息的损失函数构建和基于物理信息的网络框架开发等3个方面对物理信息神经网络模型的发展进行介绍。相关研究表明,在材料多轴疲劳寿命预测过程中,物理信息神经网络可以表现出更好的物理一致性和预测性能。 展开更多
关键词 物理信息神经网络 多轴疲劳 寿命预测 机器学习
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基于机器视觉的钢箱梁疲劳裂纹形态识别方法
8
作者 孙洪滨 刘宇航 +2 位作者 范凌泰 袁周致远 吉伯海 《现代交通与冶金材料》 2025年第1期29-33,52,共6页
针对疲劳裂纹人工巡检效率低、漏检等问题,提出一种基于Unet网络的疲劳裂纹识别模型ResUnet。ResUnet模型保留了编码-解码对称结构,在编码部分引入残差模块,解码部分保留传统Unet中对特征图记性上采样-堆叠的计算方式,融合图像低级和高... 针对疲劳裂纹人工巡检效率低、漏检等问题,提出一种基于Unet网络的疲劳裂纹识别模型ResUnet。ResUnet模型保留了编码-解码对称结构,在编码部分引入残差模块,解码部分保留传统Unet中对特征图记性上采样-堆叠的计算方式,融合图像低级和高级特征,提升裂纹识别精度。分析了ResUnet识别模型的训练及识别指标,建立并对比了18,34,50层残差块模型以及传统Unet模型的裂纹识别效果。研究结果表明,本文提出的模型有优异性能,训练过程中损失函数值在270epoch开始趋于收敛,平均交并比最高为80.1%,类别像素平均准确率最高为86.9%;在裂纹图片分割测试中,50层残差块模型与34层、18层以及Unet三种模型相比,MIoU与MPA处于四种模型最高值,并消除了其余三种模型在分割中出现的噪点及裂纹中断等现象,表明本文提出的模型有更高识别精度及稳定性。 展开更多
关键词 疲劳裂纹 特征识别 深度学习 ResUnet
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基于神经网络模型的宽带非高斯随机过程疲劳损伤分析
9
作者 袁奎霖 彭士凤 《船舶力学》 北大核心 2025年第1期85-97,共13页
对于遭受各种随机环境载荷的海洋结构物而言,在设计阶段对其进行疲劳损伤评估尤为重要。海洋结构物的响应经常呈现出宽带特性和非高斯统计特征。因此,本文提出一种基于神经网络模型的宽带非高斯随机过程疲劳损伤评估方法。采用多种功率... 对于遭受各种随机环境载荷的海洋结构物而言,在设计阶段对其进行疲劳损伤评估尤为重要。海洋结构物的响应经常呈现出宽带特性和非高斯统计特征。因此,本文提出一种基于神经网络模型的宽带非高斯随机过程疲劳损伤评估方法。采用多种功率谱与不同带宽参数、S-N曲线斜率参数以及非高斯过程偏度与峰度的组合对所提出的神经网络模型进行训练和测试。分析输入层神经元、隐藏层神经元个数以及隐藏层层数对模型预报精度的影响,确定最优的神经网络结构。以时域雨流计数法计算的疲劳损伤结果作为基准,采用真实双模态功率谱进行数值试验,并与多种频域疲劳损伤分析方法进行比较,证明本文所建立的神经网络模型具有更好的准确性和鲁棒性。 展开更多
关键词 神经网络 宽带非高斯过程 疲劳损伤 雨流计数法
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基于最可能失效时间的腐蚀加筋板安全寿命分析
10
作者 王昊东 王伊凡 刘炎 《机电工程技术》 2025年第5期97-102,共6页
为了研究腐蚀等退化现象对于船舶结构可靠性的影响,提出了一种结合Kriging模型和最可能失效时间(MPFI)的安全寿命分析方法。提出通过样本点最可能失效时间的状态替代其在当前时间区间的状态,以简化时变可靠性计算。采用Kriging模型识别... 为了研究腐蚀等退化现象对于船舶结构可靠性的影响,提出了一种结合Kriging模型和最可能失效时间(MPFI)的安全寿命分析方法。提出通过样本点最可能失效时间的状态替代其在当前时间区间的状态,以简化时变可靠性计算。采用Kriging模型识别每个样本点在最可能失效时间的状态,计算结构时变失效概率,搜寻结构的安全寿命。悬臂管结构算例验证了方法的可行性,并应用于腐蚀作用下船舶加筋板结构的安全寿命分析,得到在一级延性破坏的标准下腐蚀加筋板结构的安全寿命为13年2月。相较其他安全寿命算法,调用仿真计算的次数和总计算时间分别减少了20.8%和24.1%。 展开更多
关键词 最可能失效时间 KRIGING模型 腐蚀加筋板 安全寿命分析
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252 kV真空灭弧室波纹管结构及疲劳仿真
11
作者 柴娜 李小钊 +4 位作者 赵芳帅 刘畅 刘心悦 郭润韬 谷凤娟 《真空电子技术》 2025年第1期30-35,共6页
252 kV真空灭弧室中波纹管行程大、速度快且压力差为0.9 MPa,导致波纹管在开断过程中处于塑性形变阶段,疲劳耐久性能较差。文章旨在研究252 kV真空灭弧室波纹管结构及疲劳性能,为后续波纹管结构设计和优化提供理论依据。通过建立波纹管... 252 kV真空灭弧室中波纹管行程大、速度快且压力差为0.9 MPa,导致波纹管在开断过程中处于塑性形变阶段,疲劳耐久性能较差。文章旨在研究252 kV真空灭弧室波纹管结构及疲劳性能,为后续波纹管结构设计和优化提供理论依据。通过建立波纹管的三维模型,总长度为200 mm、波距为8 mm、波厚为4 mm、外径为100 mm,运用有限元方法对其进行了结构分析,并结合Ansys Workbench中Fatigue Tools模块预测了其疲劳寿命。研究结果表明,波纹管在主运动端焊接处会出现应力集中,应力达到700 MPa,疲劳寿命仿真显示在应力集中位置疲劳耐久性能较差,疲劳寿命仅为74次。 展开更多
关键词 252 kV真空灭弧室 波纹管 有限元仿真 疲劳寿命
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金属疲劳损伤全寿命过程及工程应用综述 被引量：2
12
作者 彭艳 张伟 +2 位作者 李如俊 李玉雪 邵为义 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期117-130,共14页
金属疲劳损伤过程复杂,不同载荷类型与服役环境下金属疲劳损伤机理、变形特性和破坏模式存在较大差异。将疲劳损伤全寿命过程按照循环寿命周次划分为超高周、高周、低周和裂纹扩展4个类别,根据变形响应特性和变形机理特征阐述了各类别... 金属疲劳损伤过程复杂,不同载荷类型与服役环境下金属疲劳损伤机理、变形特性和破坏模式存在较大差异。将疲劳损伤全寿命过程按照循环寿命周次划分为超高周、高周、低周和裂纹扩展4个类别,根据变形响应特性和变形机理特征阐述了各类别疲劳损伤的研究现状及发展趋势,涉及宏观尺度、微细观尺度和宏细微观多尺度理论体系。同时结合工程实际案例,以轧辊和燕尾榫作为代表性构件,分析其疲劳损伤行为与影响因素,探讨了目前疲劳理论在工程实践中的应用及挑战,旨在为金属疲劳损伤全寿命理论体系的完善和关键部件健康质量管控提供理论依据和技术指导。 展开更多
关键词 金属疲劳 全寿命 多尺度 工程实践
原文传递
裂解炉稀释蒸汽管道三通开裂原因分析
13
作者 陈静 孔范洋 +1 位作者 许铁群 陈怀宁 《压力容器》 北大核心 2024年第7期56-62,86,共8页
针对某乙烯裂解装置稀释蒸汽管道304H耐热不锈钢三通使用1年后发生开裂的情况,从材料成分、力学性能、金相组织、残余应力和断口特性等方面进行了分析。结果表明,裂纹分别启裂于三通的内壁和外壁,多数裂纹开裂处伴有晶间腐蚀特征,裂纹... 针对某乙烯裂解装置稀释蒸汽管道304H耐热不锈钢三通使用1年后发生开裂的情况,从材料成分、力学性能、金相组织、残余应力和断口特性等方面进行了分析。结果表明,裂纹分别启裂于三通的内壁和外壁,多数裂纹开裂处伴有晶间腐蚀特征,裂纹扩展特性以沿晶型为主;断口附近腐蚀产物存在O,S,Cl等酸性腐蚀介质。三通主管表面最大轴向应力达到147 MPa,三通相贯线附近距裂纹20 mm处的最大环向应力达到114 MPa,说明运行中的三通表面应力达到了材料屈服强度的1/2。分析认为,裂纹的产生是由于材料发生敏化后,在应力和腐蚀介质共同作用下形成的以沿晶为主的应力腐蚀开裂,更换三通材料或通过适当的固溶处理降低三通中的残余应力是避免三通开裂的重要途径。 展开更多
关键词 稀释蒸汽管道 三通 应力腐蚀开裂 304H不锈钢 敏化
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基于可靠性的疲劳试验数据处理方法
14
作者 张凡 王丹 竺一峰 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第12期8-12,共5页
本文基于疲劳可靠性的基本原理,在疲劳寿命对数正态分布的假设下,根据t分布理论,结合船舶及海洋工程一般构件具有95%置信度和97.72%可靠度下的P-S-N曲线的基本要求,推算出了具有95%置信度和误差限度5%内的疲劳试件个数与允许的最大变异... 本文基于疲劳可靠性的基本原理,在疲劳寿命对数正态分布的假设下,根据t分布理论,结合船舶及海洋工程一般构件具有95%置信度和97.72%可靠度下的P-S-N曲线的基本要求,推算出了具有95%置信度和误差限度5%内的疲劳试件个数与允许的最大变异系数数值对应关系,以此作为成组法疲劳试验的最少试件个数的判据开展典型节点的疲劳试验,得到具有95%置信度的百位估计值Np;并通过线性相关系数r判断对数疲劳应力Y=log S与X=log Np之间线性相关的程度,采用最小二乘法对对数疲劳寿命lg Np和对数疲劳应力lg S线性拟合,得到具有95%置信度的P-S-N曲线,并与IIW规范中相应的曲线进行对比分析,验证了本文试验方法的可行性和可靠性。 展开更多
关键词 试件个数 P-S-N曲线 变异系数 可靠度 置信度
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成组法疲劳试件个数选取方法研究
15
作者 张凡 王艺陶 +1 位作者 王丹 竺一峰 《装备环境工程》 CAS 2024年第1期74-80,共7页
目的 在成组法疲劳试验过程中,确定最少疲劳试件个数判据,获取有效可靠的疲劳试验结果。方法基于疲劳可靠性的基本原理,在疲劳寿命对数正态分布的假设下,根据t分布理论,结合船舶及海洋工程一般构件具有95%置信度和可靠度p=97.72%下的P-... 目的 在成组法疲劳试验过程中,确定最少疲劳试件个数判据,获取有效可靠的疲劳试验结果。方法基于疲劳可靠性的基本原理,在疲劳寿命对数正态分布的假设下,根据t分布理论,结合船舶及海洋工程一般构件具有95%置信度和可靠度p=97.72%下的P-S-N曲线的基本要求,推算出相应置信度和可靠度下5%误差限度内的疲劳试件个数与允许的最大变异系数数值的对应关系,以此作为成组法疲劳试验最少试件个数的判据,开展典型节点的疲劳试验。结果 得到了具有95%置信度的百位估计值Np,并通过线性相关系数r,判断对数疲劳应力Y=lg S与X=lg Np之间线性相关的程度,采用最小二乘法对对数疲劳寿命lg Np和对数疲劳应力lg S进行线性拟合,得到了具有95%置信度的P-S-N曲线,与IIW规范中相应的曲线一致。结论 文中给出的成组法疲劳试验个数确定方法是合理、可靠的,为船舶与海洋工程结构物典型焊接接头成组法疲劳试验个数的确定提供了依据。 展开更多
关键词 试件个数 P-S-N曲线 变异系数 疲劳可靠性 成组法 疲劳试验 船舶结构
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基于静强度分布参数的复合材料剩余强度及寿命预测
16
作者 赵维涛 朱珒婧 刘春升 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期270-274,共5页
为探讨剩余强度及疲劳寿命与初始静强度分布参数之间的关系,构建基于初始静强度分布参数的剩余强度和疲劳寿命计算模型。在模型构建过程中未涉及复合材料结构的层数、铺层厚度和铺层方向,适应性强。模型参数可通过静力试验和剩余强度试... 为探讨剩余强度及疲劳寿命与初始静强度分布参数之间的关系,构建基于初始静强度分布参数的剩余强度和疲劳寿命计算模型。在模型构建过程中未涉及复合材料结构的层数、铺层厚度和铺层方向,适应性强。模型参数可通过静力试验和剩余强度试验获得,试验成本相对疲劳试验较低。剩余强度和疲劳寿命与初始静强度变异系数及其分布参数有关,当初始静强度服从威布尔分布时,疲劳寿命亦服从威布尔分布,可为开展疲劳可靠性提供借鉴和参考。算例表明,基于建立的模型,剩余强度计算结果最大误差为-1.58%,疲劳寿命与试验数据吻合较好。 展开更多
关键词 复合材料 剩余强度 疲劳寿命 初始静强度 分布参数
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基于Weibull分布的缺口件多轴疲劳寿命建模
17
作者 刘俭辉 何英宝 韦尧兵 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第5期32-38,共7页
针对多轴缺口件,引入Weibull分布建立考虑应力梯度效应的疲劳寿命预测方法.首先,将最大应变能密度定义为损伤参量,并结合坐标变换确定能反映裂纹萌生和扩展的临界面位置;其次,利用有限元方法提取临界面特定路径的应力分布,并对其进行归... 针对多轴缺口件,引入Weibull分布建立考虑应力梯度效应的疲劳寿命预测方法.首先,将最大应变能密度定义为损伤参量,并结合坐标变换确定能反映裂纹萌生和扩展的临界面位置;其次,利用有限元方法提取临界面特定路径的应力分布,并对其进行归一化处理得到多轴等效应力梯度因子,进而基于GSP应变能密度模型得出应变能密度与实验寿命的线性关系;最后,结合等效应力梯度因子、应变能密度模型和Weibull分布,基于Von-Mises准则提出了新的疲劳寿命预测方法,并利用该方法分别求出失效概率10%、50%和90%对应的疲劳寿命.为验证该方法,将计算结果与SWT模型、FS模型和Manson-Coffin方程的计算结果进行对比,结果表明该方法的预测精度较高. 展开更多
关键词 多轴缺口件 应力梯度效应 WEIBULL分布 临界面法
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基于HRR场的疲劳裂纹扩展模型研究
18
作者 刘俭辉 徐建平 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1207-1215,共9页
针对实际工程中安全性与经济性的需求,基于Hutchinson-Rice-Rosengren(HRR)应力-应变场提出一种Ⅰ型疲劳裂纹扩展速率预测模型。采用HRR应力-应变场描述裂纹尖端区域的应力应变分布状态,在考虑循环载荷及应变能密度理论的前提下,定义一... 针对实际工程中安全性与经济性的需求,基于Hutchinson-Rice-Rosengren(HRR)应力-应变场提出一种Ⅰ型疲劳裂纹扩展速率预测模型。采用HRR应力-应变场描述裂纹尖端区域的应力应变分布状态,在考虑循环载荷及应变能密度理论的前提下,定义一个裂纹尖端损伤区域;同时,为消除裂纹尖端的应力奇异值问题,建立考虑裂纹尖端钝化效应的钝化半径计算方法;结合RICE的塑性叠加法与塑性应变能失效准则,发展一种Ⅰ型疲劳裂纹扩展速率模型。利用所提LIUX(HRR)预测模型对9种金属材料裂纹扩展速率进行计算,与Pandey(HRR)与CHEN-CAI Rice-Kujawski-Ellyin(RKE)两种裂纹扩展预测模型计算结果进行对比分析。同时,基于R2拟合效果及疲劳裂纹扩展三阶段的不同需求,给出三种预测模型的预测结果,并从安全性、精确性及经济性三方面给出相应的评分。最终结果表明,LIUX(HRR)预测模型适用范围更广,拟合效果更佳,能够更好地满足实际工程中的经济性与安全性的需求。 展开更多
关键词 裂纹尖端 HRR应力-应变场 塑性应变能失效准则
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基于频域分析的机载液压驱动装置疲劳寿命预测方法研究
19
作者 刘继军 喻琴 李刚 《装备环境工程》 CAS 2024年第9期120-125,共6页
目的 采用时域雨流法和4种频域振动疲劳分析方法对机载液压驱动装置的危险部位进行寿命预测及频域方法适用性研究。方法 首先通过有限元随机振动分析得到该结构耳片危险区域的应力PSD,计算的谱宽系数都集中在0.3~0.35,是窄带和宽带分界... 目的 采用时域雨流法和4种频域振动疲劳分析方法对机载液压驱动装置的危险部位进行寿命预测及频域方法适用性研究。方法 首先通过有限元随机振动分析得到该结构耳片危险区域的应力PSD,计算的谱宽系数都集中在0.3~0.35,是窄带和宽带分界区域。然后运用4种典型的载荷谱估计模型,即三区间法、基于Dirlik雨流幅值经验模型、用于窄带过程的Rayleigh分布模型、Weibull分布模型,得到危险位置的疲劳寿命安全系数。接着将应力PSD映射为应力-时间序列,并基于雨流计数法得到疲劳寿命安全系数。最后以时域疲劳预测结果基准,对4种频域方法的适用性进行讨论。结果 预测结果显示,Dirlik方法预测的9个安全系数最为可靠,Rayleigh法结果一般,三区间法和Weibull法最差。结论 在窄带和宽带分界区域的谱宽系数,建议采用Dirlik方法,不建议采用三区间法和Weibull法。 展开更多
关键词 驱动装置 谱宽系数 三区间法 WEIBULL分布 Dirlik模型 雨流计数法
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TBM刀盘裂纹损伤特性及疲劳可靠性研究 被引量：2
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作者 王丁 曲传咏 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期121-128,共8页
刀盘作为硬岩掘进机(tunnel boring machine, TBM)工作过程中的核心受力载体,承受多方向的随机载荷,容易萌生裂纹导致疲劳失效,影响施工进度和安全,因此研究其裂纹疲劳可靠性具有重要意义。本研究通过受力分析得到刀盘易萌生裂纹区域及... 刀盘作为硬岩掘进机(tunnel boring machine, TBM)工作过程中的核心受力载体,承受多方向的随机载荷,容易萌生裂纹导致疲劳失效,影响施工进度和安全,因此研究其裂纹疲劳可靠性具有重要意义。本研究通过受力分析得到刀盘易萌生裂纹区域及应力特征,并使用子模型技术法计算刀盘裂纹应力强度因子,研究刀盘裂纹损伤特性;然后结合裂纹疲劳理论,构建了以裂纹扩展寿命为基本变量的TBM刀盘裂纹疲劳可靠性评估模型,应用JC法求解刀盘在不同工作环境下的可靠度,并讨论了不同因素对刀盘可靠度的影响。研究表明:裂纹尖端最深处的裂纹扩展以张开型和撕开型为主,而裂纹两端3种扩展形式都存在;刀盘的裂纹疲劳可靠度随着初始裂纹深度的增大而显著减小,随着裂纹形状比的增大而增大,而临界裂纹深度的变化对可靠度的影响不明显。 展开更多
关键词 TBM刀盘 裂纹疲劳可靠性模型 JC法 可靠度
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