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1.
研究目的:提出一种新的腐蚀疲劳损伤演化模型,建立基于损伤演化的腐蚀疲劳寿命预测模型。创新要点:将应力腐蚀损伤与疲劳损伤非线性耦合,建立腐蚀疲劳损伤演化律,依托实验确定腐蚀疲劳损伤演化参数,形成基于损伤演化律的腐蚀疲劳寿命预测模型。研究方法:采用理论研究与实验验证相结合的研究方法。选取特定材料设计应力腐蚀实验,回归应力腐蚀门槛值应力和损伤参数(图2);查阅疲劳实验数据建立变幅疲劳损伤模型,将应力腐蚀损伤与变幅疲劳损伤非线性累加形成腐蚀疲劳损伤非线性演化模型。根据腐蚀疲劳实验结果,验证腐蚀疲劳损伤演化模型并确定非线性损伤累加参数(图5和6),形成基于损伤演化律的腐蚀疲劳寿命预测模型。重要结论:从损伤力学角度,将材料的腐蚀疲劳损伤处理成应力腐蚀损伤与疲劳损伤的非线性累加,形成腐蚀疲劳损伤演化模型。结合LY12CZ铝合金的试验结果,验证了损伤演化模型的可行性。该方法可以为材料腐蚀疲劳的寿命评价研究提供新的思路。 相似文献
2.
为了研究沥青混凝土的疲劳特性,提出了基于双线性内聚力模型（CZM）的数值模拟方法．建立了疲劳损伤演化模型并将其与内聚力模型耦合,以反映沥青混凝土在循环荷栽作用下的软化行为．通过编制用户材料子程序。实现了疲劳损伤模型在有限元软件ABAQUS中的应用,并对劈裂疲劳试验进行了模拟．研究结果表明：模拟得到的疲劳寿命与实验室结果基本一致;疲劳损伤随加载次数的累积是非线性的,且损伤累积阶段是疲劳破坏的主要阶段;应力比增大时,损伤稳态发展阶段的寿命明显减小．可以发现提出的疲劳损伤数值模型是一种预估沥青混凝土疲劳损伤的有效方法． 相似文献
3.
为提高材料力学行为试验与分析的教学效果,将人工神经网络(ANN)方法引入到腐蚀疲劳实验分析中。以7075铝合金材料的腐蚀疲劳循环失效实验分析为例,应用BP算法建立了载荷参数及腐蚀疲劳寿命之间的非线性映射关系,建立基于ANN的腐蚀疲劳寿命预测模型,并利用VB与Mablab混合编程实现分析模块的可视化。实践证明:ANN与材料力学行为试验分析方法的有效结合弥补了硬件试验的不足,激发了学生学习材料力学行为试验与分析课程的兴趣,提高了教学效果。 相似文献
4.
推导了应力控制和应变控制模式下沥青混合料的热力学疲劳损伤模型.选取回弹模量作为损伤硬化参数,提取出一个与动态模量相关的损伤变量作为评估指标.所获得的2种控制模式下的损伤演化规律中保留了一个与加载水平有关的非负材料参数m,具有与Chaboche疲劳模型相似的形式.在每种控制模式下,采用4组加载水平所获得的疲劳损伤试验数据校核模型并确定参数.由此发现参数m与荷载水平呈指数关系.利用所获得的演化方程可阐述2种控制模式下的损伤演化差异,即在应变控制模式下,疲劳损伤演化由快变慢,在应力控制模式下情况则相反.通过利用损伤等效原理计算等效荷载循坏次数,该模型还解释了在多级加载条件下,2种控制模式的疲劳演化差异:在应变控制的疲劳模式下,所加荷载等级按照从低荷载到高荷载的顺序会加速损伤演化,而在应力控制的疲劳模式下,相反的荷载施加顺序可延长疲劳寿命. 相似文献
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对高温合金材料GH4169加工成的拉扭薄壁管试样在650℃下进行了多轴变幅疲劳试验,利用有限元分析软件计算各种加载情况下薄壁管的应力应变场,并通过对加载特殊位置处应力、应变的计算结果进行分析和比较,确定出主导材料疲劳损伤的危险点,为以后薄壁管试件的寿命预测奠定基础。 相似文献
7.
《东南大学学报》2021,(1)
运用外推缺口应力法研究了铸钢节点环形对接焊缝的疲劳寿命.首先分析了焊接铸钢节点有限元模型的网格敏感性以确定最优网格尺寸.基于焊接铸钢节点有限元模型焊趾和焊根处的应力场分析,使用外推缺口应力法的sharp模型推导有效缺口应力法rounded模型的有效缺口应力,其关键问题是计算外推点C,而参数C与焊接铸钢节点的几何参数之间具有指数函数关系.通过设置不同的几何参数值,确定相应的C值,通过多元线性回归分析可得到外推点C与几何参数之间的函数关系.最后,基于有效缺口应力疲劳参量,根据IIW规范评估了典型铸钢节点环形对接焊缝的疲劳寿命.研究结果表明,外推缺口应力法有效地简化了有效缺口应力的计算过程,同时可准确地评估铸钢节点环形对接焊缝的疲劳设计寿命. 相似文献
8.
《东南大学学报》2017,(1)
为了更加有效地预测滚动轴承接触疲劳寿命,提出一种融合弹流润滑、材料疲劳强度和三参数Weibull分布的滚动轴承接触疲劳寿命预测方法.首先,通过将油膜压力映射到赫兹接触区域来获得椭圆接触弹流润滑下的接触应力.然后,根据串联可靠性理论推导出基于三参数Weibull分布的滚动轴承基本强度模型.考虑到应力类型、形状变化及载荷波动的影响,分别建立轴承零件关于最小寿命和特征寿命的P-S-N曲线数学模型,从而进一步推导出基于三参数Weibull分布和疲劳强度的滚动轴承疲劳寿命预测模型.最后,将采用所提方法与ISO281:2007方法和统计学方法得到的滚动轴承疲劳寿命进行对比分析.结果表明:该方法是一种有效、可行的疲劳寿命预测方法,当可靠性R大于0.93时,其接触疲劳寿命相对误差比ISO281:2007方法更小. 相似文献
9.
《浙江大学学报(A卷英文版)》2017,(11)
目的:钢框架焊接梁柱节点在地震作用下往往容易产生脆性裂纹,裂纹的发展和损伤累积将导致节点延性降低,发生脆性断裂。本文旨在探究节点在地震往复荷载作用下的损伤性能,分析其主要影响因素,提出有效的损伤评估模型,为后续节点损伤数值模拟提供基础,为钢框架的抗震设计提供参考。创新点:1.通过足尺节点试验,分析加载幅值、加载历程和荷载峰值对节点损伤性能的影响;2.基于试验结果,标定并验证3种经验损伤演化模型,提出基于疲劳断裂力学的节点损伤评估模型。方法:1.通过对9个足尺梁柱节点试件开展往复加载试验,包括5种变幅加载制度及4种常幅加载制度,分析加载幅值、加载历程和荷载峰值对节点损伤性能的影响;2.基于试验结果,根据节点损伤特点,在能量模型基础上,推导并拟合适用于节点循环加载的双参数损伤演化方程,并与其他模型进行比较,以验证其准确性;3.结合疲劳和延性断裂理论,依据损伤机理,定义"有效塑性应变"量化损伤过程,并以疲劳裂纹发展公式为基础,推导适用于计算在极低周循环荷载下节点损伤过程的损伤演化方程。结论:1.加载跨幅对节点性能影响较小;加载历程的影响与历程中峰值位移循环次数密切相关;突发性的强峰值对节点造成的损伤最大。2.节点损伤过程为幂函数形式;通过比较表明,在能量模型基础上推导出的适用于节点循环加载的双参数损伤演化方程,相对于单参数线性模型,能够更准确模拟节点在极低周循环下的损伤过程。3.基于疲劳断裂力学理论的损伤演化方程物理意义明确,能够描述节点循环损伤试验中所表现出的加速损伤及"损伤拐点"特征。 相似文献
10.
基于临界面模型的方法提出一个新的(修正的)多轴低周疲劳损伤准则.该准则与目前的临界面法所不同的是,在预测多轴低周疲劳寿命的模型中,同时考虑临界面上最大剪应变和正应变在不同加载路径下对多轴低周疲劳损伤的贡献。试验结果表明,本文提出的多轴低周疲劳寿命预测模型,对于GH4169合金高温多轴疲劳寿命估算具有较高的准确性。 相似文献
11.
Based on the nonlinear continuum damage model(CDM) developed by Chaboche,a modified model for high cycle fatigue of TC4 alloy was proposed.Unsymmetrical cycle fatigue tests were conducted on rod specimens at room temperature.Then the material parameters needed in the CDM were obtained by the fatigue tests,and the stress distribution of the specimen was calculated by FE method.Compared with the linear damage model(LDM),the damage results and the life prediction of the CDM show a better agreement with the test and they are more precise than the LDM.By applying the CDM developed in this study to the life prediction of aeroengine blades,it is concluded that the root is the most dangerous region of the whole blade and the shortest life is 58 211 cycles.Finally,the Cox proportional hazard model of survival analysis was applied to the analysis of the fatigue reliability.The Cox model takes the covariates into consideration,which include diameter,weight,mean stress and tensile strength.The result shows that the mean stress is the only factor that accelerates the fracture process. 相似文献
12.
This paper presents a deterministic model to predict the pit evolving morphology and crack initiation life of corrosion fatigue. Based on the semi-ellipsoidal pit assumption, the thermodynamic potential including elastic energy, surface energy and electrochemical energy of the cyclically stressed solid with an evolving pit is established, from which specific parameters that control the pit evolution are introduced and their influence on the pit evolution are evaluated. The critical pit size for crack nucleation is obtained from stress intensity factor criterion and the crack nucleation life is evaluated by Faraday’s law. Meanwhile, this paper presents a numerical example to verify the proposed model and investigate the influence of cyclic load on the corrosion fatigue crack nucleation life. The corrosion pit appears approximately as a hemisphere in its early formation, and it gradually transits from semicircle to ellipsoid. The strain energy accelerates the morphology evolution of the pit, while the surface energy decelerates it. The higher the stress amplitude is, the smaller the critical pit size is and the shorter the crack initiation life is. 相似文献
13.
The purpose of using life extending control for Black Hawk UH-60 helicopter is to make a trade-off between the handling qualities and the service life of critical components. An increase in service life span results in enhanced safety and the reduction in maintenance costs. This paper presents a design methodology of life extending control for structural durability and high performance of mechanical system, which is based on an explicit dynamic inversion control scheme. A real-time nonlinear fatigue crack growth model is built to predict fatigue damage resulting from the impact of cyclic bending stress on rotor shaft, which serves as an indicator of service life. The 4-axis gain- scheduled flight controller, whose gains are adjusted as a function of damage and flight velocity, is designed to regu- late roll attitude, pitch attitude, vertical velocity and yaw rate. The nonlinear system simulation results show that the responses can meet the requirements on ADS-33 Level 1 handling qualities and that the 4-axis decoupling control is realized. As the damage increases, the tracking performance is slightly degraded, which results in smaller transients in bending moment response. 相似文献
14.
Fatigue tests were conducted on tapered plain concrete prism specimens under triaxial constant-amplitude tension-compression cyclic loading. The low stress of the cyclic loading was taken as 0.2fc and the upper stress ranged from 0.20ft to 0.65ft. Three constant lateral pressures were 0.1fc, 0.2fc and 0.3fc respectively. Based on the results, the three-stage evolution nile of the fatigue stiffness, maximttm(minimum) longitudinal strain and damage were analyzed, and a unified S-N curve to calculate fatigue strength factors was worked out. The results show that the fatigue strength and fatigue life under triaxial constant-amplitude tension-compression cyclic loading are smaller than those under uniaxial fatigue condition. Moreover, the secondary strain creep rate is related to the fatigue life, a formula for describing their relation was derived. The investigation of this paper can provide information for the fatigue design of concrete structures. 相似文献
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一种新的可用于混凝土疲劳研究的非线性累积损伤模型 总被引：3，自引：0，他引：3
研究混凝土疲劳问题的主要困难之一，就是混凝土疲劳损伤的累积速度与不同强度循环荷载的作用次序有关，且是非线性的。但通常 的一些非线性损伤模型却不能反映荷载作用次序的影响，为了解决此问题和混凝土结构在长期不稳定循环荷载作用下的疲劳问题，我们在Miner线性累积损伤模型的基础上提出了一个新的非线性累积损伤模型，通过两个 疲劳损伤实例的计算证明了该模型不仅能够反映出不同强度应力水平先后作用次序对疲劳损伤演变情况的影响，而且保留了Miner模型概念明确，使用方便的优点，当通过试验得到一组有关曲线之后，不稳定循环荷载作用的混凝土疲劳累积损伤计算将变得异常简单，极便于在工程设计中采用。 相似文献
16.
采用周期浸润加速腐蚀试验的方法,对某型飞机42框横梁模拟件分组进行了不同时间的加速预腐蚀试验,并通过随机载荷谱下的疲劳试验获得了预腐蚀后模拟件的疲劳寿命。结果表明,在加速腐蚀时间不大于300小时的情况下,预腐蚀对42框横梁结构模拟件疲劳寿命的影响不明显。 相似文献
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针对机采油井油管经常发生疲劳断裂的问题,加工了J55油管疲劳试件,通过成组多级疲劳试验法,获得了J55油管高周疲劳分组试验数据。通过疲劳寿命的参数估计和疲劳寿命的分布类型检验,获得了J55油管在不同轴向应力水平下的疲劳寿命、分布规律和P-S-N曲线。结果显示,J55油管的疲劳寿命服从对数状态分布,其S-N曲线服从一般金属的疲劳S-N曲线形式。在疲劳寿命一定时,欲获得较高的可靠性,需大幅度降低油管的疲劳应力。 相似文献
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为获得路用水泥混凝土在高应力比作用下其疲劳可靠度的变化规律,首先推导了包括混凝土疲劳寿命在内的单调随机变量的概率密度,然后推导了 Miner 与 Chaboche-Zhao 疲劳损伤模型的概率密度. 借助室内疲劳试验结果,获得这 2 种模型的疲劳损伤概率密度函数. 最后,将荷载作用次数代入上述函数,从而获得水泥混凝土疲劳可靠度随荷载作用次数的变化规律. 结果表明: 随着荷载作用次数的增加,相同应力比下,疲劳可靠度从 100%逐渐衰减为 0%; 无论何种应力比,在荷载作用初期,疲劳可靠度均有一个较为稳定的阶段; 随着应力比的增加,该稳定阶段逐渐缩短,且可靠度为 0%时对应的荷载作用次数也减小; 在可靠度衰减阶段,对于相同荷载作用次数,应力比越高,则混凝土可靠度越低; 此外,Miner 疲劳损伤模型比Chaboche-Zhao 疲劳损伤模型偏安全. 相似文献
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A method and procedure of high cycle fatigue life prediction for helicopter transmission system tail gearbox casing ispresented, including fatigue test load, three parameters S-N curve, reduction factor and cumulative damage law. According to thefatigue test results, the design load spectrum and the three parameters S-N curve, a fatigue life prediction of the tail gearboxcasing of a helicopter is performed as an example. 相似文献