极大似然法测定p-S-N曲线的置信度

对极大似然法测定的ｐ－Ｓ－Ｎ曲线赋予置信度，提出了极大似然法测定的ｐ－Ｓ－Ｎ曲线的置信限曲线公式，通过该公式确定的ｐ－Ｓ－Ｎ曲线能使估算出的疲劳寿命具有置信度．

基于台架试验数据的铸件疲劳寿命分析与应用

以商用车铸造后桥壳为研究对象,对多个类型桥壳台架试验疲劳寿命进行数据分析处理,得到失效时的加载循环次数。应用基于时间历程载荷的有限元疲劳分析方法,得到铸造桥壳在对应载荷循环下的疲劳等效应力,联合疲劳等效应力与失效次数获得铸造桥壳的S-N曲线。结果表明,当前分析的铸造桥壳存在缺陷控制水平低的问题,需要提升制造工艺水平,并提出在设计中制定缺陷等级分类的重要性。应用有限元疲劳分析联合试验数据,可以在工艺水平稳定的前提下,提前有效预测新设计结构的疲劳寿命,将有限元分析结果与制造工艺联系起来,扩展了试验数据的实用性。

LNG船的疲劳强度计算与分析

本文基于S-N曲线法的疲劳累积损伤度原理,根据中国船级社(CCS)和挪威船级社(DNV)的船体结构疲劳强度指南,采用名义应力的疲劳计算方法,对一艘150 000 m3LNG船进行了疲劳强度校核,对计算结果进行 了分析,并提出了合理的建议。

航空发动机燃油管路概率疲劳极限测试方法

确定管路结构的疲劳极限对避免航空发动机燃油管路系统疲劳失效具有重要意义。本文分别开展了空管和充压管路(13.5MPa)的旋转弯曲疲劳试验,采用两路应变方法监测偏心旋转过程中由惯性引起的动态应力,基于Gerber模型对内压导致的非对称循环载荷进行了应力修正,获得了两种工况下管路疲劳失效形式的差异。通过升降法数据配对,确定了空管和充压管路的疲劳极限和标准差。在升降法数据的基础上,补充若干高应力水平下的疲劳试验,采用幂函数模型拟合了管路的S-N曲线。最后,利用概率统计分析方法对试验数据进行处理,获得了不同置信度和存活率下的疲劳极限。研究结果可为航发燃油管路应力严苛值设计提供参考。

基于连续损伤力学的剩余疲劳寿命随机预测

由于材料特性和外部加载具有随机性,变幅加载下的剩余疲劳寿命往往具有很大的分散性。因此,为了量化由材料特性和外部加载引起剩余疲劳寿命的不确定性,提出一种两级加载下剩余疲劳寿命预测方法,该方法主要包括4个步骤:首先,考虑外部加载的随机性,应用基于连续损伤力学的非线性损伤累积模型;其次,考虑材料特性的随机性,采用不同可靠度下三参数应力寿命(S-N)曲线;然后,为了筛选对剩余疲劳寿命的随机性有显著影响的模型参数,引入基于Sobol方法的全局敏感性分析;最后,利用K-L散度量化预测和实验剩余疲劳寿命概率分布之间的差异。此外,借助热轧16Mn合金钢的疲劳试验数据验证所提方法的有效性。

开孔T300/YH69层合板在不同应力水平下的疲劳强化行为

开孔的碳纤维增强层合板存在着疲劳后剩余强度提高的现象。通过对[-45,0,45,90]2S和[0,90]4S两种铺层的开孔碳纤维增强树脂基(T300/YH69)复合材料层合板进行实验,测定其静强度、疲劳极限和应力-寿命(S-N)曲线。结果表明,静强度分别为440.04 MPa和597.94 MPa,疲劳极限分别达到静强度的80%和86%。对试件施加不同应力水平的循环载荷,在循环次数达到105后测量试件剩余强度,探究不同应力水平的疲劳载荷对剩余强度的影响,发现剩余强度在应力水平较低时无明显变化,在应力水平较高时明显提升,两种铺层结构的剩余强度最大分别为512.7 MPa和712 MPa。提升比例最高分别达到16.51%和19.07%。通过扫描电镜(SEM)发现疲劳试件断口相较于静拉伸试件断口更为整齐,纤维断裂方向更为一致。这是由于疲劳载荷作用下基体产生裂纹使得应力分布更均匀所致。

大坝安全评价的可接受风险研究与评述

评述了国内外安全领域可接受风险研究的历史和现状。根据事故后果对风险进行分类,对不同类型风险给出风险定量表示方法,针对不同的风险定量表示方法,应用F-N曲线和ALARP准则研究相应的可接受风险确定方法,并就其在大坝安全风险评价领域的应用进行探讨。

无粘结预应力CFRP板加固受损钢梁疲劳试验研究

老旧钢桥在长期运营过程中容易疲劳开裂,严重影响桥梁结构安全,为改善受损钢梁构件的疲劳性能,采用大比例疲劳模型试验对无粘结预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)板加固受损钢梁进行研究,基于Paris公式提出疲劳强度-寿命(S-N)曲线的确定方法,并分析不同预应力水平对受损钢梁寿命影响.对不同预应力水平CFRP板加固的双缺口受损钢梁在循环荷载下进行疲劳试验,结果表明:施加预应力可降低裂纹扩展速率和受损钢梁残余挠度超过40%,最少可延长受损钢梁的疲劳寿命3倍;最高预应力水平所加固的受损钢梁,其疲劳寿命最少提高了8倍,且预应力CFRP板加固后缺口钢梁疲劳强度等级由51 MPa提高到75 MPa.理论预测结果与试验结果符合较好,可作为推荐方法.

基于缺口应力法的焊接接头多轴疲劳分析

鉴于当前焊接接头疲劳评估曲线只适用于单轴加载情况,基于缺口应力法对焊接接头进行了多轴疲劳分析。通过联合焊接接头的多轴疲劳试验名义应力数据和有限元法所计算的缺口应力集中系数,获得了5种焊接接头的各向缺口应力;根据Von Mises、IIW和EESH 3种多轴疲劳准则计算出等效缺口应力并将其统一在同一坐标系统下;最后采用最小二乘法拟合出适用于多轴疲劳评估的缺口寿命曲线。与IIW标准推荐的单轴曲线相比,这些多轴缺口疲劳曲线具有更低的倾斜度和更高的疲劳等级,即多轴加载时明显降低了10~3~10~6次中周范围内的疲劳强度值,而对10~6~10~7次高周疲劳范围的影响则相对有限。

城市地震的可接受死亡风险研究

可接受的风险水平是风险管理科学的一个重要内容。应用F-N曲线和ALARP准则研究了有关城市地震人员伤亡的可接受风险决策问题,结合其他各类自然和人为灾害所造成的人员伤亡的实际情况,以及相关领域专家的咨询意见,建议了社会可接受的地震生命风险标准。

产业集聚影响环境污染:加剧抑或抑制?——基于我国城市面板数据的实证检验

产业集聚既产生经济效应,又存在不可忽视的环境外部效应。利用2003—2013年全国281个地级市的面板数据和计量模型,实证分析产业集聚对环境污染的作用影响。通过构建产业集聚水平的平方项和立方项的面板回归模型,发现产业集聚与环境污染之间呈现"N"型关系;同时,就全国水平而言,我国产业集聚水平还没有发展到抑制环境污染的程度。我国应加大教育与科技投入以及加强环境规制与监管,从而达到提高环境质量、走可持续发展道路的目的。

储气库注采管柱疲劳可靠性多级加速载荷试验研究

针对储气库注采管柱在高速气流作用下易于发生疲劳失效的问题,开展注采管柱N80材料疲劳可靠性试验研究。在MTS810试验机上完成针对N80材料储气库注采管柱的拉-拉疲劳实验。通过多级加载疲劳试验法,获得N80储气库注采管柱疲劳分组加速试验数据,采用概率分析模型得到N80材料的S-N曲线。提出基于古德曼曲线预估材料疲劳寿命极限的方法,采用该方法可以比较可靠地预估材料不同加载条件下对应的最大应力水平、应力幅值及应力比等参数,为加速疲劳试验、提高试验效率提供一种参考方法。给出基于概率统计方法进行多级加载疲劳可靠性分析模型,通过多级加载疲劳试验获得储气库注采管柱N80油管试件的疲劳寿命样本数据,并采用可靠性模型给出试验材料的概率分布规律以及相应的P-S-N曲线。

基于应变的疲劳寿命曲线

利用等幅加载下应变疲劳寿命符合对数正态分布,推导出更准确的"单侧容限系数",求出在任意给定置信度γ下疲劳寿命的百分位点。对于等幅应变疲劳试验的成组数据,采用三参数幂函数方程描述p-ε-N曲线。采用割线法求解线性拟合相关系数的最优化问题,由此确定出三参数p-ε-N曲线的参数。最后分别取不同的可靠度p和置信度γ,计算出γ-p-ε-N曲线族。

城市防震减灾能力评价中的可接受风险研究

搜集国内外破坏性地震的人员伤亡数据及1985年以来国内其他自然灾害(如水灾、台风等)和人为灾害(火灾、交通事故等)引起的非正常死亡情况的相关资料,结合专家调查问卷的统计结果,采用可接受风险研究中的F-N曲线和ALARP准则,统计分析了各类灾害的可接受生命风险指标,从而建议了地震人员伤亡的风险值。利用该风险标准作为评价城市防震减灾能力的控制性指标,指导决策者对公众生命风险进行合理的选择,以获得良好的社会效果。结果表明,风险分析的定量表示方法可以应用到城市防震减灾能力的评估中,并可以作为评价城市防震减灾能力强弱的判断标准。

土体蠕变的新模型

本文提出一个新的模型来表征各类土的蠕变行为,共有如下发现:经模型变换后的蠕变试验的应变时间曲线在双对数轴上是一条直线,其斜率为模型的指数n值,且n的取值与模型的参考量无关;该模型不仅适用于本文的三类土(高塑性土、低塑性土、无塑性土),还适用于其他学者的蠕变试验数据,所有的数据都支持n值与应力水平无关,n可以被看作表征土的蠕变特性的一个指标;各类土的n值应力水平曲线相互比较,表明n值不与土的塑性指数直接相关,高塑性土边坡和挡土结构的破坏,不能简单归因于高塑性土的蠕变;n值应力水平曲线还表明,土体的蠕变参数(n值)与应力水平无关,任何应力水平下土体都在蠕变。

加速工况下铝合金高速动车组车体服役性能评估

根据EN12663标准中的疲劳载荷要求和车辆运行时启动,匀速运行,制动和出入库的在线实测加速度载荷谱,通过车体的实测应变信息,反求获得车体在线路上运行时的真实载荷谱.结合材料、结构疲劳试验以及无损探伤检测,利用主S-N曲线法疲劳寿命评估平台结合迈纳尔损伤累计法则对车体系统残余寿命和服役性能进行了评估.通过数据分析得危险焊缝部件的设计寿命和抗疲劳性能可满足车体使用30年的标准要求,并验证主S-N曲线进行动车组车体焊接接头疲劳寿命评估方法的可靠性和准确性.

几个扩展基础上的载荷试验及其蠕变行为研究

应用一个新的模型分析了几个扩展基础载荷试验,着重揭示前人无法解释的土体的蠕变行为。发现:使用的模型能够表征扩展基础载荷试验下土体的蠕变行为,且经模型变换后的应变时间曲线在双对数轴上是一条直线,其斜率为模型的指数n值,且n的取值与模型的参考量无关;载荷试验下土体蠕变行为的原始数据受到木制反力梁的自重蠕变、卸载-再加载、不等的蠕变观察时间等三个因素的干扰,当剔除这些干扰后得到的n值荷载水平曲线,显示n值与应力水平无关,n可以被看作表征土体的蠕变特性的一个指标。

基于PCA的海上交通社会生命风险可接受水平研究

近年来,随着人们风险意识的不断增强,风险管理认知的不断加深,各领域纷纷研究探讨各自的生命风险可接受水平,而海上生命风险可接受水平仍研究甚少。为充分考虑海上交通社会风险可接受水平各影响因素,本文对传统的F-N风险极限线模型进行了修正,以确定适用于海上交通社会风险可接受水平。本文首先运用层次分析法对风险可接受水平的影响因素进行筛选,得出主要影响因素;进而运用主成分分析法确定出各影响因素权重,以对初始C值进行修正,并结合我国法律法规对截止线进行修正,最终得出辽宁省水域海上交通社会生命风险可接受水平模型。

高周疲劳S-N曲线测试置信度计算程序的设计

借助Python语言对高周疲劳S-N曲线测试中成组实验法和升降法的置信度计算过程进行程序设计,与要求置信度90%或95%做对比,得到是否需要继续试验及预估后续所需试样根数,减轻检测人员的工作量,提升检测效率。