刚柔复合式路面轮后拉剪区域疲劳破坏规律研究

为研究沥青混凝土与连续配筋混凝土复合式路面(CRCP)推移病害产生机理,利用弹性层状体系对复合式路面结构进行建模,并使用路段实测数据对模型层间黏结状态进行校准。在层间力学行为分析中发现水平力系数为1时,轮后存在拉剪区域,拉剪区域的出现可能导致该区域先于最大层间剪应力位置破坏。结合相关试验数据分析表明:同样在水平力系数为1的情况下,常温标准轴载作用下不会导致最大拉应力位置先于最大剪应力位置破坏;而在高温超载作用下,最大剪应力位置疲劳寿命相较常温标准轴载降低,最大拉应力位置层间失去黏结,荷载产生的剪应力将导致层间直接破坏。在实际路面调查中,在长大纵坡+弯道处发现U形裂缝,严重时AC面层大面积脱落。

基于Miner理论的汽车翼子板疲劳破坏研究

针对汽车翼子板路试开裂问题,分析了翼子板冲压成形和装配过程中产生的残余应力,研究了残余应力对疲劳破坏的影响。基于Miner理论对翼子板安装点附近的工艺缺口进行优化,降低了装配过程中产生的应力集中,有效提高了翼子板的疲劳寿命。该方法不需要基于路谱的疲劳仿真,在解决翼子板疲劳开裂问题的同时,为快速分析并解决工程问题提供了思路和理论依据。

稠油热采井水泥环拉伸疲劳破坏寿命预测研究

稠油热采井生产过程中水泥环完整性失效严重危害稠油热采井的安全高效开发。已有研究未见稠油热采井水泥环拉伸疲劳破坏寿命预测的研究。本文基于Zhaoguang Yuan等人关于水泥环拉伸应变疲劳寿命研究的方法,提出了适用于稠油热采井水泥环拉伸疲劳破坏寿命预测的应力疲劳寿命预测方法。利用室内实验测试水泥环的疲劳破坏寿命,采用Abaqus有限元软件获取水泥环疲劳破坏对应的应力值,建立了稠油热采井水泥环应力疲劳寿命方程。基于所建立的方法和方程,研究了地层弹性模量、热采井升温周期、水泥环热膨胀倍数对水泥环拉伸破坏疲劳寿命的影响,研究表明地层弹性模量、注蒸汽升温周期、水泥环热膨胀倍数对热采井水泥环的寿命影响较大,硬地层环境、适当增加注蒸汽升温时间、适当增加水泥环的热膨胀倍数均有利于热采井水泥环寿命的延长。

索道机械设备的疲劳破坏问题及相应的维护措施分析

索道机械设备在长期的使用过程中,容易受到疲劳破坏等问题的干扰,从而对设备的持续使用造成了不良影响,无法促进索道的稳定运行。本文通过综合考虑关键零部件的实际情况,提出有针对性的解决措施,对索道机械设备进行改进,确保维护措施的实际效用,形成安全、稳定的索道运行模式,降低疲劳破坏问题的发生概率。

应用能量原理预测沥青混合料的疲劳破坏

对不同沥青品种、不同级配类型的１０种沥青混合料进行了劈裂疲劳及劈裂蠕变试验，分析了两种试验的联系及其必然性。用疲劳与蠕变的应力比分析了疲劳与蠕变试验结果的差异，并应用能量耗散理论分析蠕变累积能耗与疲劳蠕变应力比的关系，最终建立了用蠕变试验的累积流动能耗预测沥青混合料疲劳性能的统计方程。对建立的预测方法用疲劳方程等进行了检验。

正交异性钢桥面板结构体系的疲劳破坏模式和抗力评估

正交异性钢桥面板的疲劳问题属于包含多疲劳破坏模式的结构体系疲劳问题。基于这一本质特性,以典型的正交异性钢桥面板结构体系为研究对象,由结构体系的主导疲劳破坏模式出发,提出正交异性钢桥面板结构体系疲劳抗力评估的新方法。以纵肋与顶板焊接细节和纵肋与横隔板交叉构造细节为主要研究对象,设计8个足尺节段模型,主要包括传统纵肋与顶板焊接细节、新型镦边纵肋与顶板焊接细节和纵肋与横隔板交叉构造细节,通过模型试验研究了两类重要构造细节的主导疲劳破坏模式和实际疲劳抗力,在此基础上结合切口应力评估方法探讨正交异性钢桥面板构造细节切口应力S-N曲线方程、结构体系的主导疲劳破坏模式等关键问题。研究结果表明:传统纵肋与顶板焊接细节和新型镦边纵肋与顶板焊接细节的主导疲劳破坏模式均为疲劳裂纹萌生于焊根并沿顶板厚度方向扩展,二者的实际疲劳抗力基本相同;纵肋与横隔板交叉构造细节的疲劳破坏模式为焊趾开裂沿纵肋腹板方向扩展;对于研究对象而言,萌生于纵肋与顶板焊接细节焊根并沿顶板厚度方向扩展的疲劳破坏模式为控制结构体系疲劳抗力的主导疲劳破坏模式。

循环荷载作用下岩石疲劳破坏和不可逆变形问题的探讨

一、前言 在周期性载荷作用下的岩石的力学性能与岩体工程的长期稳定性密切相关。Muller和葛修润曾指出在循环载荷作用下,岩石不可逆变形的发展存在三个阶段,并提出以变形来度量岩体的破坏和强度。葛修润提出了岩石是否发生疲劳破坏和应力门槛值有关,并认为岩石疲劳门槛值接近常规屈服值。Akai认为岩石单轴疲劳破坏似乎受静态全过程轴向变形控制。在循环幅值荷载、加载波形等对岩石疲劳寿命影响的研究方面,莫海鸿、吴玉山和林卓英做了一定的工作。

岩石类材料疲劳破坏裂纹扩展分析的数值方法

在进行岩石类材料疲劳断裂破坏的数值分析时,将损伤力学将裂纹形成与裂纹扩展两个过程有机结合在一起。根据裂纹形成阶段的疲劳曲线(S-N),描述疲劳发展的损伤演变方程,提出了疲劳裂纹扩展的数值计算方法。建立了扩展阶段中裂纹尺寸与载荷循环次数之间的关系,从而将裂纹萌生与扩展这两个独立过程纳入一个统一的理论体系。该方法与断裂力学结合计算出的疲劳寿命与试验值相吻合。

一种2000 MPa级中碳高强度弹簧钢的疲劳破坏行为

研究了一种2 000 MPa级中碳高强度弹簧钢的疲劳破坏行为。升降法得出实验钢的旋转弯曲疲劳极限σ-1为810 MPa,此值明显高于传统弹簧钢;这主要得益于实验钢具有良好的强度和塑韧性配合及均匀细小的奥氏体晶粒。用SEM对疲劳断口的分析表明,实验钢的疲劳破坏均起源于试样表层的非金属夹杂物,其主要成分为含Ti和V的碳氮化物,平均尺寸为(50±10)μm,且呈“鱼眼”断裂。相对于试样心部的夹杂物,表层夹杂物对实验钢的疲劳性能的危害性更大。

应力波反复作用下断续节理岩体疲劳破坏试验研究

试验研究了反复应力波作用下断续节理岩体的疲劳破坏过程和特征,讨论了节理充填性质、节理倾角、侧向静压等因素对岩体动态疲劳破坏的影响。结果表明:疲劳损伤累积过程受节理倾角与应力波传播方向影响,两者夹角越大损伤破坏越不均匀,但强度降低率小;充填介质能在一定程度上削弱应力波的损伤作用,减缓损伤累积进程;损伤累积过程在一定程度上受控于侧压,随着侧压增大损伤累积速率和强度降低速率减缓。

门座式起重机焊接件疲劳破坏的成因及其修复、维护措施

从焊接产生的残余应力出发,分析了引起门座式起重机焊接件疲劳破坏的成因。通过具体分析,找到了适合于门座式起重机焊接件的焊接方法以及已疲劳开裂的焊接件的修复工艺。

轧辊疲劳破坏的热力学分析

通过对轧辊热状态和弹塑性变形情况的研究，利用热力学理论对其进行单元分析，得出了一种评估轧辊疲劳破坏的方法。

材料多轴疲劳破坏准则回顾

对多轴疲劳载荷作用下材料的疲劳破坏准则作了系统的回顾 ,按照用于描述材料疲劳破坏的参量 ,将多轴疲劳破坏准则划分为三类 ,应力准则、应变准则、能量准则。分别对这三种准则按多轴比例加载及多轴非比例加载两种情况进行阐述 。

港口起重机疲劳破坏成因与修复措施探讨

从构件母材、焊接残余应力等方面对港口起重机金属结构件的疲劳破坏成因进行了分析 ,提出了焊接接头的抗疲劳设计方法 ,并阐述了金属结构件焊缝裂纹焊补的相关工艺措施 ,所述方法在工程实际中被证明是可行的 .

少量不同填料对炭黑/丁苯橡胶复合材料抗疲劳破坏性能的影响及其机理

对于炭黑/丁苯橡胶复合材料,用5份白炭黑、黏土和淀粉分别等量替代炭黑,研究了复合材料在宽广应变范围(30%～100%)的疲劳破坏性能。结果表明,30%应变下,加入黏土胶料的疲劳寿命提高了1倍;100%应变下,加入白炭黑胶料的疲劳寿命提高了1倍;加入淀粉胶料的疲劳寿命下降。原因是由于在30%的应变下,加入黏土提高了复合材料的滞后能,而生热不大,且片层状黏土对裂纹扩展有较强的阻碍作用;加入白炭黑胶料的滞后能不变,由于白炭黑的粒径小于炭黑,抗裂纹能力提高,因而在所研究的应变范围内其抗疲劳破坏性能提高;由于淀粉的粒径是微米级的,且加入淀粉后复合材料的滞后能降低,因此其抗疲劳破坏性能降低。

压接式复合绝缘子疲劳破坏的机理分析

以压接式复合绝缘子为研究对象,针对压接复合绝缘子在承受交变载荷的架空线路上易发生疲劳破坏的问题,分别从压接式复合绝缘子的芯棒基体材料、结构工艺、疲劳断口三个方面,分析压接式复合绝缘子疲劳破坏的机理,得出复合绝缘子抗拉不抗压的特性以及在金具与芯棒连接处产生应力集中原因;研究结果表明疲劳破坏首先发生在接触区出口处外表面并向内部扩展。研究结果为线路复合绝缘子断裂事故原因的分析及抗疲劳的新型结构设计提供参考。

构件疲劳破坏的数值模拟分析

简单介绍了基于有限元分析结果进行疲劳寿命估算的基本理论和思路 ,运用ANSYS程序对一典型构件进行有限元数值模拟 ,得到应力强度因子 ,并进行了疲劳寿命估算。得出不同裂纹长度的应力强度因子幅值、裂纹扩展率和疲劳寿命。分析结果与用解析法的计算结果基本相近 ,同时体现了有限元法在构件疲劳寿命评估和“损伤容限”

聚酯增强橡胶疲劳破坏实验研究

采用特殊设计的夹具和疲劳测试系统 ,借助软 X射线技术和 SEM技术研究了聚酯增强橡胶的疲劳破坏机理 ,给出了疲劳寿命图。研究表明 ,定应变控制的聚酯增强橡胶的疲劳过程呈现明显的阶段性 ,其疲劳破坏机理表现为三种类型 :基体裂纹、聚酯 /橡胶界面脱粘、帘线断裂。疲劳过程的不同阶段对应不同的基体、界面以及帘线纤维的损伤机理。另外 ,对材料疲劳过程中的热效应进行了定性分析。

海底天然气管道疲劳破坏泄漏灾害研究

为研究海底天然气管道疲劳损伤引起的泄漏事故灾害,对水体中的燃气泄漏和扩散阶段进行建模,将热辐射模型与爆破冲击模型相结合对燃气造成的蒸气云爆炸后果进行定量研究,计算不同伤害等级对应的伤害半径。以某一海底天然气管道为例进行验证,结果表明:泄漏孔径越大,泄漏速率越快,气体到达水面的速度越大,危险半径越大;从爆炸冲击和热辐射两种灾害后果出发,通过对应模型计算不同等级灾害的伤害半径,为根据两种不同的事故类型在不同区域内采取预防、应急措施提供依据。

少量碳纳米管非等量替代炭黑对丁苯橡胶抗疲劳破坏性能的影响

对于炭黑／丁苯橡胶复合材料，分别用l、2和3份（质量，下同）碳纳米管替代4、8和12份炭黑，研究了复合材料在宽应变范围（30％～100％）的抗疲劳破坏性能。结果表明，在30％～70％应变下，与纯炭黑填充的胶料相比，加入碳纳米管疲劳寿命提高，裂纹增长速率降低；在70％～100％应变下，胶料的疲劳寿命降低，裂纹增长速率提高。原因是碳纳米管的加入增大了滞后损失，在小应变下滞后生热可分担部分外界能量，而在大应变下滞后生热增大，使降解加速所致。撕裂能与裂纹增长速率的关系也证明了这一点。此外还证明了采用1份碳纳米管与4份炭黑N234对丁苯橡胶抗疲劳破坏性能的贡献基本相同。