基于稳态有限元法的组合式活塞疲劳寿命分析

活塞作为柴油机关键部件之一,通过台架试验评估其使用寿命成本昂贵,因此为分析某型号国产研制改进后的柴油机活塞在热-机负荷作用下的疲劳寿命,以该V型增压柴油机的活塞为研究对象,建立活塞连杆机构装配体有限元模型,计算了活塞在热载荷下的温度分布和热-机耦合作用下的应力分布。在此基础上,将实测的柴油机命。计算结果表明,由于活塞头部工作环境恶劣、头部和裙部的接触面受螺栓预紧力挤压,使得活塞的短寿命区出现在燃烧室侧壁面与活塞裙顶部截面突变处;活塞裙部疲劳寿命满足厂商设计使用寿命45000 h,活塞头部仅在特定存活率下满足设计使用寿命45000 h。

镍基高温合金的热机械疲劳寿命预测模型研究

针对发动机热端部件常用材料镍基高温合金GH4169进行了200~450℃及400~650℃条件下的同相位热机械疲劳(TMF)试验,考虑TMF条件下多晶材料在弹性阶段产生的微观损伤应变能,提出一种适用于多晶材料的TMF寿命预测模型,并结合试验数据确定模型参数;采用GH4169、IN718、DD8三种高温合金对该模型的TMF寿命预测能力进行评估,结果表明,提出的寿命模型预测精度高于TMF寿命预测常用的Manson-Coffin模型和Ostergren模型。

基于热化学烧蚀模型的身管寿命等效折算系数研究

针对当前等效全装药(Equivalent Full Charge,EFC)折算系数的国家军用标准预测值与实际测试结果差距较大的问题,基于热-化学烧蚀模型,研究不同工况下射击发数与EFC射击发数间的折算系数计算方法。射击一定发数后,假设身管内壁白层厚度及成分随射击发数呈周期性变化,由质量扩散定律建立膛线起始部热-化学烧蚀量与火药燃气侵蚀性、内膛表面瞬态温度的关系。通过经典内弹道模型获得弹后空间火药燃气平均温度及内壁面强制对流换热系数,在考虑后效期高温燃气影响的基础上,建立身管内壁瞬态温度计算模型。以对内弹道过程有重要影响的射速、药量和药温为重点,计算不同射速、不同药号和不同药温下的身管内壁烧蚀量,并据此获得不同工况下的折算系数。研究发现,射速越快,装药质量越大,装药初始温度越高,单发射击造成的身管烧蚀越严重,其对应的EFC折算系数越大,其中强装药的EFC折算系数可达2.131。以某型155 mm火炮身管实弹射击数据为例,验证了新模型的合理性。

热氧老化对氢化丁腈橡胶性能的影响及使用寿命预测

采用热空气加速老化试验,研究了热氧老化对氢化丁腈橡胶(HNBR)各项性能的影响,通过Arrhenius方程对其多项性能参数同时进行了使用寿命的预测与对比分析。结果表明:随着热氧老化时间的延长,邵尔A硬度、100%定伸应力和压缩永久变形逐渐增加,拉断伸长率逐渐降低,而拉伸强度基本不变;不同性能log t与1/T两者之间的线性关系由强到弱依次为:邵尔A硬度>100%定伸应力>拉断伸长率>压缩永久变形;以100%定伸应力和压缩永久变形作为评价指标,拟合寿命预测方程的精确度更高,其相关系数R 2均达到了0.99以上;以不同性能参数进行寿命评估时存在显著的差异,其中邵尔A硬度预测的使用寿命最长,而压缩永久变形预测的使用寿命最短。

综合心理行为干预对热化疗肿瘤病人生存质量的影响

目的:研究综合心理行为干预对晚期热化疗肿瘤病人生存质量及依从性的影响。方法;采用随机、对照、配对的研究方法,对326名晚期恶性肿瘤行热化疗的病人,分为对照组及综合心理行为干预组,使用癌症生命质量核心量表EORTICQLQ-C30(version3)、焦虑自评量表(SAS)、抑郁自评量表(SDS)等进行测评,于干预前、后行配对、对照评定。结果:患者生活质量的情感功能、认知功能、社会功能、整体健康状况、乏力症状,依从性与对照组有显著性差异。结论:综合心理行为干预可提高热化疗肿瘤病人的生存质量,减轻焦虑和抑郁,纠正患者消极的认知、提高其对热化疗的依从性。

热塑弹性体热寿命和热降解动力学

利用热重法研究了聚苯乙烯/聚二烯烃/聚苯乙烯三嵌段共聚物(SIS,SBS,SI/BS)在氮气气氛条件下以不同升温速率β时热降解动力学及其热寿命。确定了热降解温度与升温速率的关系,求得了热降解过程的表观活化能和热降解速率常数,得到了不同失重率时的热寿命方程,计算出三种化合物在不同温度下的寿命。

基于能量法的气缸盖低周热机疲劳寿命预测方法研究

通过测试气缸盖本体解剖试样,获得气缸盖材料的循环应力应变特性,并利用仿真方法验证其合理性。在此基础上,依据发动机低周疲劳台架考核方法,运用子模型分析技术,得到考核循环内气缸盖火力面的应力分布和塑性变形特性。基于塑性应变能理论,结合试验测试,对火力面低周热机疲劳寿命进行预测和评估,分析表明排气鼻梁区的寿命较低,约为1 100次。

SiC晶须增强6061Al基复合材料的热机械疲劳性能 Ⅱ.疲劳寿命与损伤机制

研究了本积分数为１５％和２８％ＳｉＣＷ／６０６１Ａｌ基复合材料的同相和反相热机械疲劳寿命和损伤机制．结果表明：在小应变范围时，同相比反相疲劳寿命长，而在大应变时，同相疲劳寿命接近（对于２８％ＳｉＣＷ）、甚至短于（对于１５％ＳｉＣＷ）反相热机械疲劳寿命；１５％ＳＩＣＷ／６０１６Ａｌ基复合材料的反相热机械疲劳寿命高于２８％ＳｉＣＷ／６０１６Ａｌ基复合材料的寿命．两种材料的同相热机械疲劳寿命曲线存在交叉点，寿命高低取决于应变水平；同相和反相热机械疲劳的损仿均为空洞在ＳｉＣ晶须周围基体中形核、长大和连接．

基于等效试验的蠕变-热疲劳寿命预测方法

以往的蠕变疲劳寿命预测方法主要是针对蠕变-热机械疲劳提出的,一般不能很好应用于蠕变-热疲劳。由于蠕变-热疲劳试验周期很长,故寿命预测所需的失效数据难以得到。考虑材料的双线性随动强化和蠕变特性,深入研究了蠕变-热疲劳过程中应力和应变的规律。据此,提出把蠕变-热疲劳等效为恒定应力幅和平均应力的热-机械疲劳的寿命预测方法。由于热机械疲劳试验不需保温时间,所需的试验装置简单、效率高,因此该方法有较好的应用前景。

一种镍基单晶高温合金的热机械疲劳行为

采用热机械疲劳试验、扫描电镜、透射电镜等方法研究了一种镍基单晶高温合金在600-900℃的同相位热机械疲劳行为。结果表明：该合金在试验中承受的平均应力表现为压应力；随着机械应变幅的增大，疲劳寿命逐渐下降，应力范围和塑性应变量逐渐增大；合金在试验中表现为高温半周循环软化、低温半周循环硬化；合金热机械疲劳的主要变形机制为a／2（110）{111}型位错在基体内的滑移和交滑移运动；合金的断裂方式为微孔聚集型断裂，拉应力对合金的断裂起到了主导作用。

基于改进BP神经网络的焦炭塔热机械疲劳剩余寿命预测

焦炭塔热机械疲劳剩余寿命的分析对于保证焦炭塔的正常运行、防止事故的发生有着十分重要的意义。结合人工神经网络技术,提出了根据有限的材料热机械疲劳试验结果,用改进的BP神经网络预测焦炭塔热机械疲劳剩余寿命的方法,编制了相应的程序,并在实际应用中证明了此方法的有效性。这为研究焦炭塔热机械疲劳剩余寿命提供了一种新的方法。

气缸盖蠕变-疲劳寿命预测

气缸盖在工作中受到低周热疲劳损伤、高周热疲劳损伤和蠕变损伤,其寿命和可靠性是发动机的重要指标。用热-结构顺序耦合分析方法计算了气缸盖的温度场和应力场,分析了气缸盖上危险点在10个启动-工作-停车循环的弹性应变、塑性应变和蠕变应变,从理论上证明了影响气缸盖寿命的主要因素是低周热疲劳损伤,启动次数是其最主要的寿命指标。蠕变不影响低周热疲劳的应力幅,只是使循环中的平均应力增加。高温下松弛与蠕变同时发生,降低了平均应力的增长速度。经历有限个循环,平均应力基本稳定。因此,把发动机气缸盖的蠕变-低周热疲劳等效为一定应力幅和平均应力的热-机械疲劳,并用标准试样的热-机械疲劳试验预测了发动机气缸盖的使用寿命(可承受的最大启动次数)。

蜂窝蓄热体材料的研究现状与发展趋势

根据蓄热室的实际使用工况条件,对蓄热体材料使用性能与热物理性能要求进行分析,综述蓄热体材料的发展过程与研究现状,探讨蓄热体材料的发展方向。

航空圆柱滚子轴承热力耦合下疲劳寿命研究

以M50NiL航空圆柱滚子轴承为研究对象,基于Lundberg-Palmgren疲劳寿命理论和Hertz接触理论,结合Goodman公式及材料P-S-N曲线,综合考虑热应力和结构应力的共同作用,建立其疲劳寿命模型。该模型主要与最大Hertz接触应力及材料系数相关。在有限元软件ANSYS求解应力过程中,采用热塑性有限元法,计算温度场载荷;将摩擦热载荷产生的温度场和热应力分布做为应力分析的边界条件,推导轴承在热力耦合下的应力分布规律,并对某直升机单工况作用下的主减速器圆柱滚子轴承给出疲劳寿命评估,评估表明与试验值误差仅为11.61%。研究结果表明,该疲劳寿命模型综合考虑热应力和结构应力的影响,是一种安全、有效的疲劳寿命估算方法。

P的分布形态对-种低膨胀高温合金持久性能的影响

制备不同P、Al、Cr含量的Thermo-Span合金,研究了磷对其持久性能的影响.结果表明,在1093℃固溶处理后,一种含磷相在合金的晶界和晶内析出;在1160℃固溶处理后,晶界上的含磷相消失,但是仍有少量在晶内析出.磷对合金持久性能的影响决定于其存在状态.当磷局部过度偏析而导致含磷相析出时,合金的持久寿命显著降低;当磷以原子态在局部适度偏聚时,合金的持久寿命显著提高.

冷却速度对Thermo-Span合金组织和持久性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)研究了固溶冷却速度对改型低膨胀Thermo-Span合金组织和持久性能的影响。结果表明:固溶冷却速度由空冷变为水冷,其它热处理条件不变,含0.05%B合金晶内析出γ′相的数量未见明显增多,而颗粒的尺寸变小,形态没有改变,晶界析出增多。合金650℃,600MPa的光滑持久性能保持较高水平,合金的缺口敏感性消失。

基于ABAQUS的切削速度与刀具寿命研究

采用ABAQUS有限元软件在不同切削速度下对切削过程进行模拟仿真,分析了不同切削速度与刀具应力的变化,获得刀尖处的时间应力曲线,阐明了刀具寿命和切削速度之间的非线性关系,提出高速切削的适当限速是降低成本和提高生产率的一条途径。

基于有限元的热机耦合下角接触球轴承疲劳寿命预测

为了得到直升机分扭传动输入级角接触球轴承的疲劳寿命,综合考虑了热应力和结构应力的共同作用。基于L-P疲劳寿命理论和Hertz接触理论,结合Goodman公式、材料的P-S-N曲线以及Miner疲劳累积损伤理论的EM修正法则,建立了直升机主减速器角接触球轴承的疲劳寿命模型。分析了角接触球轴承摩擦发热量的计算和对流换热系数的选取,确定了要加载的热载荷和边界条件,基于Ansys软件对轴承进行稳态热分析,分析径向载荷与转速对轴承稳态最高温度的影响。并在稳态热分析的基础上进行轴承热机耦合场分析,探讨了温度影响下的轴承疲劳寿命。结果表明:随着工作温度的升高,轴承寿命明显降低,摩擦发热对寿命的影响不可忽视。

热声载荷下复合材料薄壁结构的随机疲劳寿命估算

复合材料薄壁结构承受着高温强噪声载荷,高温环境能够改变材料的性能,而强噪声能使薄壁结构发生大挠度非线性响应。热声载荷达到一定值后,结构的动态响应会出现屈曲甚至跳变响应。热声载荷下复合材料薄壁板非线性响应理论分析方法,采用时域蒙特卡洛法求解非线性运动方程,并根据应力峰值分布,采用线性损伤累积理论和S-N曲线估算结构的疲劳寿命。以碳/碳复合材料矩形板为例,计算了高温强噪声载荷作用下对薄壁板的动态响应和疲劳寿命。

少胶绝缘高压电机超薄型主绝缘结构研究

系统研究了绝缘材料及绕包结构等对高压电机主绝缘性能的影响。采用玻璃云母带与薄膜云母带为主绝缘绕包材料,通过交替半迭包工艺绕包的云母绝缘结构,经高性能环氧酸酐树脂(VPI)浸渍固化及薄型低阻防晕材料保护后制作的6 k V和10 k V超薄型高压电机主绝缘结构,表现出优良的电性能和老化寿命,实现了高压电机主绝缘的明显减薄。采用该超薄型绝缘结构制造的高压电机绕组温升显著降低,体积明显缩小,制造成本下降。