应变疲劳寿命的强度稳定综合理论法研究

应变疲劳分析是解决结构失效问题的重点研究内容之一.运用强度稳定综合理论及方法将应变疲劳寿命转化为切线模量因子的表达,通过分析转化过程中的无量纲曲线,发现一些材料间的固有规律.以切线模量因子为"桥梁",将循环应力应变曲线中的应力作为裂纹扩展时的临界应力,对应该应力的应变值当作疲劳试验的控制应变幅值,则对应的裂纹长度就是应变疲劳寿命的折算裂纹长度;通过切线模量因子建立的衍生比例定律和应力疲劳寿命的建模方法可以得到寿命应变关系的预测模型.这一模型与灰色系统理论的GM模型具有相同的数学表达,并通过实验数据验证该模型的误差小于5%.

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。

应变比对填充天然橡胶疲劳特性影响的试验及其寿命预测方法研究

对由汽车橡胶隔振器常见的橡胶材料制作的哑铃形圆柱试件,进行不同应变比R下的疲劳试验,并分析应变比R对疲劳寿命的影响。以应变峰值、应变幅值为损伤参量,建立相应的疲劳寿命预测模型,并对R 0、R<0两种工况下模型的预测结果进行比较。结果表明,当R 0时二种模型都有较高的预测精度,而在R<0的载荷工况下,R对用应变幅值为损伤参量的预测模型的预测精度影响较大,为此建立考虑应变比R效应的等效应变幅值,并以此为损伤参量建立R<0的寿命预测模型,该模型预测的寿命与实测寿命的偏差均在2倍分散因子之内,相关系数提高到0.9231。所得到的填充天然橡胶材料的疲劳寿命预测模型,可为橡胶隔振器前期耐久性结构设计提供参照。

沥青混合料应变-寿命疲劳方程研究

在国内外研究成果基础上,提出了合理可行的沥青混合料直接拉伸疲劳试验中试件尺寸、失效判据、控制方式、加载频率和试验温度等条件.基于不同应变水平的疲劳试验结果,分析了平均应力影响,建立了沥青混合料应变—寿命疲劳方程,可作为疲劳开裂寿命预估的依据,并提出了沥青混合料疲劳开裂拉应变的阀值和极限值.利用沥青混合料直接拉伸疲劳试验得到的应变—寿命疲劳方程能更好体现沥青混合料的疲劳特征,其疲劳开裂拉应变的阀值和极限值能充分反映沥青混合料疲劳破坏的过程.

φ73.02mm×5.51mm J55NU油管应变疲劳曲线的构建

文章以油田较为常用的73 0 2mm× 5 5 1mmJ5 5和N80NU油管作为研究对象 ,分别用四点关联法 ,通用斜率法和ε—N曲线 3参数幂函数公式 3种方法构建应变疲劳曲线 ,通过对 6根油管试样拉—拉疲劳试验与这 3种方法估算的疲劳寿命作对比 ,结果显示ε—N曲线 3参数幂函数公式构建的曲线更接近试验数值。为进一步验证其准确性 ,又进行了 3根73 0 2mm× 5 5 1mmJ5 5NU油管的拉 拉疲劳试验 ,试验值与估算结果较为接近。因此 ,可近似认为该曲线为73 0 2mm× 5 5 1mmJ5 5NU油管的应变疲劳曲线。按此方法 。

GH3030合金高温应变疲劳行为分析

对GH3030合金在600、700和800℃,应变比R=-1时的应变疲劳行为进行研究。分析了GH3030合金循环应力-应变响应关系,运用Manson-Coffin模型和含有疲劳极限的应变疲劳公式拟合了其应变-寿命关系曲线,并通过残差分析对两式的拟合效果做出比较评价。结果表明,合金在800℃时疲劳寿命相对于其他两个温度明显降低。

车用CNG2气瓶金属内胆低周疲劳行为分析

在对CNG2气瓶进行有限元分析的基础上,对应变集中区域的应力进行了分析。运用Manson-Coffin公式,结合气瓶内胆的应变疲劳性能计算得到疲劳寿命,计算结果与气瓶疲劳试验寿命相符。制造过程中使用预紧工艺或过载方式产生塑性变形和残余压应力,可以提高应力强度范围门槛值,使裂纹启裂减慢,从而延长了气瓶的疲劳寿命。

TC4ELI钛合金低周疲劳性能研究

研究了具有网篮组织的TC4ELI钛合金材料在不同应变幅值下的低周疲劳性能,给出了TC4ELI钛合金在低周疲劳下的循环应力-应变曲线,拟合出循环应变硬化指数、循环强度系数以及应变-寿命特征系数,并通过光学显微镜进行金相分析,通过扫描电镜进行断口形貌分析。结果表明,TC4ELI钛合金呈现出循环软化的特性;距离疲劳断口1.5 mm处的组织形态与断口处无明显变化,疲劳裂纹以穿晶方式扩展直至断裂;随着应变幅值增大,韧窝变大变深,韧性断裂特征变得更加显著。

电站高压锅炉汽包用钢的低循环疲劳特性

本文对19Mn5、BHW35及其电渣焊缝材料的低循环疲劳特性进行了研究。结果表明:19Mn5钢属循环硬化材料;BHW35及其焊缝材料属循环软化材料。在大应变短寿命区,19Mn5钢的疲劳强度高于BHW35,但在30000周以后,BHW35钢的疲劳强度反而高于19Mn5。焊缝与母材相比,在同寿命时,BHW35焊缝材料的应变幅较母材约低10～40％。文中还给出了分别用应变和虚拟应力表示的三种材料的综合疲劳寿命曲线和表达式。此外,还对裂纹起始寿命和失效寿命间的关系进行了探讨,并给出了经验关系式。

HRB500E钢筋高应变低周疲劳性能研究

针对钢筋在地震载荷下的失效模式,在恒应变条件下对HRB500E钢筋的高应变低周疲劳性能进行系统测试。利用威布尔双参数方法对疲劳寿命进行了统计分析,得出了不同置信度下的疲劳寿命和95%置信度下的循环韧度。并对疲劳机理和进一步提高高强钢筋高应变低周疲劳性能的途径进行了讨论。