基于临界面法的微动疲劳寿命预测工程应用研究

为研究可应用于工程实际的微动疲劳寿命预测方法,通过对压气机材料TC11微动疲劳试样进行微动疲劳寿命预测分析,梳理了基于临界面法的微动疲劳寿命预测方法的基本流程,并将SWT微动损伤参数的预测结果与试验数据进行对比。结果表明:弧度较小的榫头工作面会使得榫连接模拟件接触区域的SWT临界面参数值降低,有利于提高微动疲劳寿命;基于SWT临界面参数的寿命模型的预测结果与试验值的误差分散带在2倍因子以内,对航空发动机和燃气轮机实际构件的微动疲劳寿命预测具有参考意义。

高要区大迳河流域山洪致灾临界面雨量分析

基于DEM高程数据、基础地理信息数据及降水资料等,利用FloodArea淹没模型对高要区西北部2018年6月8日特大暴雨诱发的洪灾过程进行模拟和校验,选取水南镇府气象站为灾害预警点建立雨-洪关系模型,计算各个风险等级的山洪致灾临界雨量,为高要区开展山洪灾害风险预警服务提供参考。结果表明:该次过程的模拟水深与实际水深偏差0.22 m,模拟效果较好。利用SPSS软件对预警点1、2、3、4、5、6 h累计雨量与模拟淹没水深进行相关性分析和回归模型建立,最后确定大迳河流域山洪灾害4个风险等级对应的2 h临界雨量分别为198.7 mm(一级)、136.5 mm(二级)、74.3 mm(三级)、32.9 mm(四级)。

基于临界面法的缺口件多轴疲劳寿命预测

基于多轴损伤临界面原理 ,根据多轴疲劳损伤和裂纹萌生与扩展的特点 ,在所建立的统一型多轴疲劳损伤模型的基础上 ,进一步推广应用到缺口件的多轴疲劳寿命预测中。经多轴疲劳试验验证表明 ,所建立的多轴疲劳损伤模型可以较好地预测比例与非比例加载下缺口件的多轴疲劳寿命。

基于临界面法的多轴疲劳损伤参量的研究

以薄壁管拉扭疲劳试件为研究对象，在分析多轴损伤临界面上的应力与应变变化特性的基础上，根据多轴疲劳临界损伤平面原理，利用多轴临界面上的剪切应变幅与相邻两个最大剪切应变值γｍａｘ之间的法向应变幅ε＊ｎ作为形成多轴疲劳损伤参量的主要参数，提出基于拉伸和剪切两种形式的多轴疲劳损伤参量。所提出的多轴疲劳损伤参量不含有任何材料常数，并可同时适用与多轴比例与非比例加载情况，且可退化成单轴的形式。

水文模型在计算中小流域致汛临界面雨量中的应用

在设定致灾标准的前提下,运用水文模型模拟降水和流量关系,反推不同基础水位达到致灾标准所需要的雨量,探讨中小流域临界面雨量计算的新方法、新思路。以湖北省荆门漳河流域为例,选取控制流域3/4面积的漳河水库为控制站点,利用新安江水文模型,通过1956—2012年36场洪水的模拟率定水文模型的参数,在此基础上结合漳河水库防洪能力,利用水文模型反推计算漳河水库不同基准水位、不同雨量分布条件下的致汛临界面雨量(到达汛限水位所需的面雨量)。结果表明:利用水文模型反推计算中小流域临界面雨量,能直观给出漳河水库不同基准水位、不同降水分布条件下的洪水入库过程曲线、水位变化过程曲线以及流域致汛临界面雨量,意义明确,技术方法可行,能有效丰富中小流域临界面雨量的计算方法。

基于HBV模型的尼洋曲流域上游洪水致灾临界面雨量研究

[目的]建立工布江达以上尼洋曲流域的降水—径流关系,构建该流域的致洪临界雨量指标,以期为开展山洪气象预警工作提供参考。[方法]根据流域暴雨洪水致灾机制,利用地面气象观测和CMORPH资料,基于HBV水文模型进行计算分析。[结果]利用2007—2011年观测数据对HBV水文模型的参数优化和率定,模拟数据与观测数据的确定性系数为0.91,NASH效率系数为0.89;采用2012—2014年观测数据进行验证,确定性系数为0.86,NASH效率系数为0.85,率定期和验证期的平均相对误差均为3.1%,表明经过率定的HBV模型对尼洋曲上游流域具有较好的适用性。[结论]尼洋曲流域的洪水过程不仅与实时降水的面雨量有关,还与前期基础水位有关,致灾临界面雨量随前期基础水位升高而减小,并且随着前期水位的变化,临界雨量值呈现了非线性响应特征。

南渡江流域暴雨洪涝致灾临界面雨量的确定

基于海南省南渡江流域龙塘水文站1976-1987年和2009-2010年的逐日气象水文资料,采用HBV-D水文模型,通过对模型参数率定和验证,确定了适合南渡江流域的HBV-D水文模型最优化参数。结果表明:该模型在1976-1981年率定期、1982-1987年验证期和2009-2010年验证期的Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.891,0.831,0.953,相关系数分别为0.944,0.912,0.977,达到了0.01显著性水平。通过建立的南渡江流域HBV-D水文模型进行模型反演,确定了不同前期水位(7 m,8 m,9 m,10 m,11 m)的面雨量和水位关系,根据龙塘水文站的警戒水位、10年重现期水位、30年重现期水位、50年重现期水位作为不同等级预警的临界判别条件,最终确定了不同前期水位的致灾临界面雨量指标。

基于损伤力学-临界面法预估多轴疲劳寿命

基于损伤力学理论建立的非线性疲劳寿命预估模型在多轴疲劳寿命预估中获得了广泛的应用,但该模型并未考虑损伤面发生的位置及其物理意义,将其与临界面法相结合提出一种新的多轴非线性疲劳寿命预估模型,新模型能够弥补现有的非线性疲劳寿命预估模型未考虑临界面物理意义的不足。新模型从损伤的角度来预估多轴疲劳寿命,不仅考虑了临界面上裂纹形成及扩展的物理意义、相位差对附加强化现象的影响,而且对非对称加载下的平均应变进行修正。新模型仅仅利用单轴疲劳试验数据以及单轴疲劳材料常数就可以预估出试样的多轴疲劳寿命,从而避免了代价高昂的多轴疲劳试验。采用45钢、316不锈钢、钛合金TC4三种材料的多轴疲劳试验数据对提出的模型进行评估和验证,对几种材料比例/非比例以及对称/非对称加载下的多轴疲劳寿命进行预估,预估结果与试验结果的误差都在5%以内,结果表明提出的多轴非线性疲劳寿命预估模型具有较高的预估精度。

基于临界面损伤参量的金属材料多轴疲劳寿命预测

对最大剪切应变幅模型、KBM模型、FS模型和MKBM模型4种广泛讨论的临界面模型进行了对比分析,统计了8种金属材料圆管薄壁型试件在173个应变加载工况下的多轴疲劳试验数据,验证了这4种临界面模型对金属材料多轴疲劳寿命的预测能力,讨论了基于临界面损伤参量进行多轴疲劳损伤评估和寿命预测时仍需关注的几个主要问题.研究结果表明:最大剪切应变幅模型和KBM模型能较好地适用于多轴比例加载条件下的疲劳寿命预测,而对多轴非比例疲劳寿命的预测结果一般偏于危险估计;FS模型和MKBM模型在损伤控制参量中引入了一个临界面上的最大法向正应力参数来反映材料的非比例附加强化效应对多轴疲劳损伤的影响,显著提高了对多轴非比例疲劳寿命的预测能力.

河南省洛河上游暴雨山洪致灾临界面雨量的确定

以豫西山区无水文资料的典型小流域洛河上游地区为研究对象,利用洛河流域及周边自动雨量站的逐小时降雨资料、1∶50 000数字高程模型及地表水力糙度等数据,采用水动力模型Flood Area对2010年7月24日暴雨诱发山洪过程进行模拟,将实地考察与模拟获得的淹没水深和时间进行对比分析、模型验证,并通过雨量情景设定方法确定致灾临界面雨量。结果表明,Flood Area模型对洛河上游小流域暴雨诱发洪水过程的模拟效果较好;雨量情景设定方法可以作为确定致灾临界面雨量的有效方法,利用该方法建立了洛河上游地区的熬家村、渠首闸和碾子沟3个预警点4种小时雨量分配方式下淹没水深与4 h面雨量的关系,根据4个风险等级的淹没水深判别条件,推算了流域内3个预警点的致灾临界面雨量;4种小时雨量分配方式在同一风险等级下确定的致灾临界面雨量相差较小,但均以"前少后多"分配方式确定的阈值最高;各预警点之间,以碾子沟预警点的致灾临界面雨量阈值最小,因此可将碾子沟预警点面雨量阈值作为洛河上游小流域暴雨诱发山洪的预警指标。

关于多轴疲劳寿命临界面法影响因素的分析与计算

本文以拉-扭非比例加载下的薄壁圆管试件为研究对象,以最大法向应变的最大剪应变平面为临界面,并对此临界面上的应变状态进行了分析。采用统一型疲劳寿命预测模型,以正火45钢为例,研究了非比例加载时相位差对疲劳寿命的影响,进而对不同正应变幅和应变幅值比加载下的危险相位差的变化规律进行了计算分析。结果发现:应变幅值比对疲劳寿命最短时的危险相位差的影响呈先上升后下降的趋势;并给出了不同应变幅值比时危险相位差的计算通式,式中的系数可通过材料力学性能与单轴疲劳参数计算得到。最后给出了15种材料的系数供实际应用时参考。

基于临界面法的多轴低周疲劳损伤参量

为了更简便地预测多轴低周疲劳寿命，通过分析裂纹扩展特点和最大剪应变面上的最大剪应变和相应的法向应变变化特点，提出以最大剪应变平面作为损伤临界平面，将最大剪应变和相应的法向应变作为基本的多轴疲劳损伤参数，建立了基于临界面法的多轴低周疲劳损伤参量．对GH4169合金和45^#钢的寿命预测结果表明。该损伤模型误差基本在2个因子之内．

基于临界面理论的焊接结构多轴疲劳寿命评估方法

目前多轴疲劳理论难以用于实际工程中焊接结构的疲劳寿命评估。文章将等效热点应力法与双参数临界面理论相结合,提出了一种能够应用于复杂焊接结构的多轴疲劳寿命评估方法。分别阐述了双参数临界面法的损伤参数、控制方程以及等效热点应力的定义,给出了焊接结构多轴疲劳寿命的评估过程,并应用有限元数值模拟验证了该方法的可行性。

基于水文模拟的中小流域不同时间尺度临界面雨量计算分析

以湖北省香溪河古洞口水库为例,首先,结合1997—2016年近20 a降水资料,计算分析不同时间尺度(3、6、12、24 h)强降水分布特征;然后,选取新安江水文模型,通过40场洪水的模拟率定水文模型的参数;最后,结合古洞口水库防洪能力,利用水文模型模拟计算该水库不同基准水位和时间尺度条件下的致汛临界面雨量(到达汛限水位所需的面雨量)。模拟试验表明:利用水文模型计算中小流域临界面雨量能模拟计算并直观给出水库不同基准水位和时间尺度条件下的洪水入库过程曲线、水位变化过程曲线与流域致汛临界面雨量,其意义明确,技术方法可行;在初始条件(基准水位)相同时,时间尺度越小,临界面雨量越小。

基于临界面法及应变路径多轴疲劳寿命预测模型概述

研究国内外多轴低周疲劳寿命评估方法,归纳了基于临界面法及应变路径的多轴疲劳寿命评估模型,比较了其优劣及适用性。目前多轴疲劳寿命的预测主要是针对一种或少量几种材料而提出的经验或半经验的公式,当这些公式用于其他材料时,常常不能得到令人满意的结果。多轴疲劳问题十分复杂,目前的研究主要是在等温、常幅载荷条件下开展,对承受高温、变温、变幅和随机多轴载荷作用下的研究则相对较少。此外,若考虑材料缺口影响、尺寸影响、载荷、表面的粗糙度、残余应力应变等因素,其研究更加复杂,当前对于多轴疲劳的研究热衷于建立寿命预测模型,开展相关疲劳试验,很少深入研究对其微观机理。因此,多轴疲劳问题仍需进一步深入研究。

一种新的多轴非比例低周疲劳寿命预测临界面模型

工程结构在服役过程中往往承受着复杂的多轴非比例循环荷载,在长期动力载荷作用下结构构件的失效主要为多轴非比例疲劳破坏.文中基于圆管薄壁试件在拉-扭复合加载情况下的多轴疲劳试验结果,对比了广泛讨论的Kandil-Brown-Miller(KBM)模型和Fatemi-Socie(FS)模型对多轴非比例疲劳寿命的预测能力,分析了非比例加载条件引起多轴疲劳附加损伤的原因;针对FS模型对不存在非比例附加强化的材料多轴疲劳寿命预测的不足,提出了一个能考虑非比例加载路径变化和材料附加强化效应双重作用的非比例影响因子,参照FS准则提出了一种新的多轴非比例低周疲劳寿命预测临界面模型.利用5种材料的多轴非比例疲劳试验数据对该模型进行了试验验证,结果表明:采用文中提出的临界面模型预测的多轴非比例疲劳寿命与试验结果符合较好,预测精度优于FS模型;同时,该模型对不存在非比例附加强化的材料的多轴疲劳寿命预测表现出更好的适用性,且能有效的提高不同类型材料的多轴非比例疲劳寿命预测精度.

硬磁泡临界面内场的重新测定

实验找到了一种准确测量OHB临界软化面内场的方法,用这种经过改进的方法测量时,在面内场软化的起始值,OHB就会有较高的软化率,实验观察非常方便.同时,也证明了在临界面内场Hi(p1)时开始丢失VBL的OHB对应的是那些含VBL较少的OHB.

湖北省中小流域山洪临界面雨量计算方法及应用

利用湖北省2000～2010年汛期逐日降水资料及相关中小流域及病险水库水文资料,开展了中小流域及水库临界面雨量计算方法研究,建立了动态的临界面雨量计算公式,并结合2011年汛期应用情况,对该方法进行了效果检验.结果表明,该方法对中小流域及水库防洪起到很好的预报效果.

底排-火箭复合发动机底排临界面喉比的确定

目的 确定整体式底排 -火箭复合发动机合理的底排临界面喉比 .方法 根据复合增程装置的工作原理和主要设计参数 ,通过理论分析确定了理论临界面喉比 ,并通过试验对临界面喉比进行了验证 .结果理论分析获得的临界面喉比与试验结果吻合的较好 .

基于一种新临界面的多轴载荷疲劳寿命预测方法

考虑多轴载荷下路径变化的不确定性,引入权函数的概念,得到一个新的临界面的确定方法。采用雨流计数方法,结合能体现载荷间相互影响的Morrow的非线性损伤律,应用FS(Fatemi Socie)模型对304不锈钢进行非规则载荷下低周疲劳寿命预测。同时采用最大损伤面方法结合FS模型进行寿命预测,结果表明,对该模型而言,结合考虑权函数的影响后得到新的临界面,最大损伤面方法与最大剪应变方法都给出较好的结果。