基于局部应力应变法的弹簧操动机构关键部件疲劳寿命分析

针对操动机构关键部件在运行中受到强冲击载荷进而导致疲劳失效的问题,该文提出一种基于局部应力应变法计算冲击疲劳寿命的方法。根据机构特点应用显示动力学LS-DYNA对弹簧操动机构强冲击部位进行数值模拟计算,得到关键部件在强冲击载荷下的应力应变;在此基础上,修正Manson-Coffin公式,结合弹簧操动机构运动特点,建立适合于弹簧操动机构的冲击疲劳寿命计算模型;最后,搭建实验平台验证关键部件冲击载荷计算方法的准确性。结果表明:磙子与合闸锁闩应力集中部分与实际测试过程中零部件的失效区域相同,合闸锁闩的实际所受应力与仿真结果变化趋势相近,相对误差为18.27%;修正后的局部应力应变法得到疲劳寿命为1862次,与实际寿命相差12.3%,满足工程需求。结果对于弹簧操动机构疲劳寿命的计算具有一定参考。

基于局部应力应变法的发动机缸盖低周疲劳分析

发动机缸盖受到较高温度的周期载荷,应力较大。对此,基于局部应力应变法,对发动机缸盖进行瞬态循环温度场分析,进而估算其低周疲劳寿命。分析结果表明,发动机缸盖低周疲劳寿命最小值为2139。在3000次冷热冲击耐久试验中,发动机缸盖发生开裂,试验结果与分析结果一致。

随机疲劳寿命预测的局部应力应变场强法

在应力场强法研究的基础上，提出了缺口疲劳损伤局部应力应变场强方法，该方法可同时考虑缺口根部局部应力应变梯度对疲劳损伤的影响。通过对缺口件进行随机交变加载下的弹塑性有限元分析，给出一种随机疲劳寿命预测的局部应力应变场强方法，由该法来预测缺口件疲劳裂纹形成寿命，经初步验证，其精度要高于传统的局部应力应变法。

随机加载下缺口局部应力应变的弹塑性有限元计算

根据材料在塑性变形后引起的各向异性和Bauschinger效应 ,利用Jhansale模型原理 ,对缺口件在随机加载下的缺口根部的局部应力和应变进行弹塑性有限元分析。有限元分析采用了随动强化模型 ,并考虑材料瞬态局部应力应变的响应特性。最后 。

局部应力应变Neuber法与有限元求法的比较

文中分别利用Neuber法和有限元法求解典型孔板的局部应力应变历程,并进行了对比,阐明有限元法用于疲劳寿命局部应力应变估算的有效性。

用局部应力应变法进行高周疲劳寿命预测的研究

概述局部应力应变法的基本原理和目前的使用方法 ,指出在计算中现行方法对低周疲劳有较好的寿命预测精度 ,但对高周疲劳寿命预测精度不高。这主要是因为没有考虑应力集中、表面加工状况、尺寸和环境介质的影响。在充分考虑四者之后 ,对应变寿命曲线的弹性分量进行修正 ,并推导出高周疲劳下的局部应力应变法修正公式。本方法计算简单、精度高。通过实例对传统局部应力应变法和文中提出的方法进行比较 ,得出本方法不仅适用于低周疲劳寿命分析 ,也可用于高周疲劳寿命计算。

概率局部应力应变法

实际工程中的结构件往往具有多个不确定因素,包括材料、几何、载荷等。这些不确定因素导致构件的局部应力应变响应和疲劳寿命响应具有随机性。因此对低周疲劳分析中的局部应力应变法进行了概率分析。通过基本随机变量将诺伯法中的循环应力应变曲线(迟滞回线)和诺伯公式表示为概率曲线,基本随机变量反映了构件的不确定因素。通过建立近似拟合多项式的方法,求得局部应力应变的随机响应。将应变寿命曲线视为概率曲线,采用随机累积损伤理论,通过同样方法得到疲劳寿命的随机响应。算例表明结果与蒙特卡罗模拟的结果十分接近。该方法是一个简单有效的疲劳寿命概率分析方法。

基于局部应力应变法估算高周疲劳寿命

以往用局部应力应变法计算结构高周疲劳寿命不好的主要原因是在损伤与寿命计算中没有考虑缺口应力梯度等因素的影响。文中利用疲劳缺口系数对应变 -寿命曲线的弹性分量进行修正 ,从而可以较好地反映缺口根部应力梯度等因素对疲劳寿命的影响 ,使得局部应力应变法不仅可适用于低周疲劳寿命分析 ,也可以用于高周疲劳寿命分析。文中给出的方法简单 ,精度较好 。

基于局部应力应变法的桥式起重机用钢丝绳疲劳寿命估算

为保证桥式起重机的提升作业安全性,以32t×42 m双梁桥式起重机用钢丝绳为研究对象,采用局部应力应变法估算其承载从自由状态到额定载荷的两个载荷步时的疲劳寿命。通过有限元数值算法得到钢丝绳的应力分布,由此确定可能发生疲劳破坏的危险部位在钢丝绳与绳芯接触处,应力大小为1 060.3 MPa,寿命为7 233.6次。根据Manson-Coffin公式,通过平均应力修正,得到基于局部应力应变法的疲劳寿命计算模型,计算得到疲劳寿命为7 937.4次,与有限元数值算法得到的寿命相差8.87%,阐明了局部应力应变法估算钢丝绳疲劳寿命的可行性。

基于修正的局部应力应变法估算连接件疲劳寿命

飞机机体结构疲劳裂纹的萌生与扩展几乎都发生在紧固件连接处,预测结构连接件的疲劳寿命具有重要意义。为了准确计算连接件疲劳寿命,提出了一种修正的局部应力应变法,该方法首先采用应力严重系数法和修正Neuber法分析连接件高应力区的应力、应变,然后利用Manson-Coffin方程计算疲劳寿命,此外考虑到在中、高周疲劳里表面加工和尺寸因素的影响是不能忽略的,对应变-寿命曲线的弹性段作了修正以使其同时适用于高、低周疲劳寿命的估算。以搭接件为算例进行疲劳寿命计算,并使用MTS Landmark试验机对搭接件进行疲劳试验。结果表明,采用此方法估算的连接件疲劳寿命与试验结果相比误差小于16%,证明了此方法的有效性。

基于A-F类循环塑性理论的多轴局部应力应变法

提出预测缺口构件疲劳寿命的多轴局部应力应变法。采用Armstrong-Frederick(A-F)类循环塑性理论,描述具有非Masing特性的16MnR材料的循环塑性行为。结合A-F类循环塑性模型和增量式Neuber法,分析比例和非比例加载下缺口根部处的多轴应力应变状态。将局部应力应变应用于基于临界面的多轴疲劳损伤模型,对缺口构件进行疲劳损伤分析和疲劳寿命预测。分析结果表明,基于A-F类循环塑性理论的多轴局部应力应变法,能很好地描述缺口根部处的多轴应力应变状态,疲劳寿命的预测结果与试验数据基本吻合。

基于有限元仿真及局部应力应变法的组合式支承辊套内外表面疲劳寿命预测

为了预测冷轧过程中组合式支承辊套内外表面的疲劳寿命,首先根据冷轧过程中组合式支承辊过盈配合面及辊套外表面的应力分布规律确定危险点位置,并应用局部应力应变法预测辊套与辊芯过盈配合面危险点处的微动疲劳寿命和辊套外表面的滚动接触疲劳寿命。在此基础上,利用疲劳寿命分析软件Fe-Safe对热装组合式支承辊辊系表面的应力应变和疲劳寿命进行了模拟。结果表明,辊套外表面危险点位于距离支承辊对称面550 mm处,此处的名义应力幅为836 MPa。辊套与辊芯间的过盈配合面危险点位于距离支承辊对称面550 mm处,此处的名义应力幅为209 MPa。辊套与辊芯间的过盈配合面的疲劳寿命约为辊套外表面疲劳寿命的4倍。从过盈配合面到外表面半径由小变大过程中,对数疲劳寿命呈"n"形分布。

计算汽轮机叶片低周和高周疲劳寿命的改进的局部应力应变方法 第一部分 模型与方法

在研究和分析叶片所承受的高、低周载荷的基础上，建立了叶片的疲劳载荷谱，研究了影响叶片疲劳寿命的主要因素；并对局部应力应变法进行了改进，建立了用改进的局部应力应变法计算叶片低周和高周疲劳裂纹萌生寿命的模型、方法和软件，这种模型和方法可以计及叶片表面状况、腐蚀疲劳、材料晶粒度等因素的影响。

局部应力应变法及其设计数据

对单轴载荷下的局部应力应变法进行了研究 ,提出了合理的损伤计算式。并以修正Neuber法为例 ,说明了其寿命估算过程。还提供了 1

基于局部应力应变法的起重机疲劳裂纹形成寿命评估及影响因素分析

针对起重机疲劳裂纹形成寿命的评估,从裂纹形成微观层面出发,运用局部应力应变法,结合修正Neuber法,建立了起重机疲劳裂纹形成寿命评估算法。以此算法为基础,对影响疲劳裂纹形成寿命的因素进行了研究与分析,得出各影响因素的影响规律和大小,并提出了设计生产建议,对指导实践应用具有现实意义。

局部应力应变法的推广应用

对多轴载荷下的局部应力应变法 ,以及局部应力应变法如何应用于高周疲劳的问题进行了研究。推导出了多轴载荷下的应变

基于局部应力应变法的大型港口起重机疲劳寿命估算

基于局部应力应变法理论较为详细地给出了疲劳寿命估算方法和思路,分析研究了动态数据采样与处理方法,并以实例计算说明了其可行性与实用性。

基于局部应力应变法的起重机桁架臂疲劳裂纹形成寿命影响因素分析

以起重机桁架臂疲劳裂纹形成阶段为研究区间,应用局部应力应变法,结合修正Neuber法,建立起重机疲劳裂纹形成寿命评估算法模型,并对影响疲劳裂纹形成寿命的4个主要因素进行分析对比。当材料一定的情况下,应力集中系数对疲劳裂纹的形成寿命影响最大,其次是载荷大小;平均应力对裂纹形成寿命的影响最小,但是仍然能达到15%以上,因此不可忽略。针对影响因素,提出了桁架臂空间结构优化建议和工艺处理改善措施。

基于局部应力应变场强法的薄壁缺口结构随机声疲劳寿命估算

航空发动机火焰筒结构在随机声激励下的寿命估算属于典型的多轴疲劳问题。对航空薄壁结构随机声疲劳寿命估算的峰值概率密度法和功率谱密度法进行了探讨。在应力场强法的基础上,深入研究了一种用于薄壁缺口结构随机疲劳寿命估算的有效方法——局部应力应变场强法,该方法能同时考虑缺口局部应力梯度和应变梯度对疲劳损伤的影响。以薄壁缺口结构作为研究对象,结合声疲劳问题分析的一般方法,对局部应力应变场强法在声疲劳寿命估算中的运用进行了研究。

压力容器的概率局部应力应变疲劳分析

压力容器构件的不确定因素造成了构件局部应力应变响应和疲劳寿命具有随机性。将循环迟滞回线和应变寿命曲线表示为概率曲线,并考虑累积损伤的随机性,反映了构件的不确定性。使用Taylor多项式计算局部应力应变的均值和方差,求出了构件疲劳萌生寿命的均值和方差。计算了一定可靠性下的疲劳萌生寿命,得出了在一定使用寿命时结构的可靠度曲线。算例表明,它可用于疲劳寿命的可靠性估算,具有工程意义。