考虑应力多轴性和平均应力影响的工作辊疲劳裂纹萌生寿命研究

为了研究工作辊在热轧过程中的疲劳裂纹萌生寿命,建立了工作辊热轧过程模型,应用通用斜坡公式,并考虑了应力多轴性及平均应力的影响。结果表明:当应力为压应力时,应力多轴性使得工作辊疲劳裂纹寿命计算值提高近8倍,考虑平均应力影响的寿命提高22.3%,两者影响均不可忽略。工作辊整体疲劳裂纹萌生寿命为29238 r,工作辊疲劳裂纹萌生寿命的研究对于确定换辊修磨时机有一定理论指导意义,为再制造时机预测做了前提研究。

基于瞬态动力学的铸造起重机桥架疲劳裂纹形成寿命研究

铸造起重机是钢铁冶炼工业中重要的起重运输装备,其工况环境恶劣,出现事故引发的危害大,对此类装备进行力学性能及疲劳分析显得尤为重要。文中针对200/63t四梁四轨双小车铸造起重机,建立其桥架三维模型及钢包起升阶段动力学模型。通过仿真获取该阶段钢丝绳的弹性力,并以其为载荷施加于铸造起重机桥架进行瞬态动力学分析。在获取桥架结构应力动态响应的基础上,提取大于阈值σd的应力幅值,并结合损伤力学建立了冲击疲劳损伤演化模型,开展冲击载荷下桥架疲劳裂纹形成寿命研究。结果表明,钢包离地瞬间至其平稳上升的20 s内铸造起重机桥架受到较强的冲击力,建立的冲击疲劳损伤演化模型能较好地估算桥架疲劳裂纹形成寿命,为铸造起重机桥架的结构优化与可靠性设计提供了理论依据。

桥门式起重机疲劳裂纹扩展寿命的模拟估算

根据前人的试验和研究成果 ,总结推荐了桥门式起重机焊接箱形梁的各项疲劳参数取值 ,同时以等幅载荷疲劳裂纹稳定扩展阶段的计算公式为基础 ,针对起重机承受随机载荷的特点 ,根据时间循环法 ,用计算机模拟估算出桥门式起重机焊接箱形梁的疲劳裂纹扩展寿命。

40Cr钢疲劳裂纹萌生寿命的测量

用系统分析的方法 ,通过三点弯曲疲劳试验 ,分别跟踪监测了 4 0Cr钢及它的两种表面处理试样疲劳损伤过程 ,得出了 4 0Cr钢经过两种表面处理对其疲劳裂纹萌生寿命有显著影响的结果 ,提出了对疲劳裂纹萌生寿命测量的一种新方法。

用改进的均方根法估算谱载下疲劳裂纹起始寿命

根据变幅疲劳的基本特性,对估算谱载下疲劳裂纹起始寿命的均方根法作了改进。三种谱载下十一组变幅疲劳试验数据的评价结果表明,改进的均方根法在保留均方根法原有的仅依赖于等幅疲劳试验数据、计算方便的优点的同时,计算精度有了明显提高。

变压吸附器疲劳裂纹扩展剩余寿命的研究

针对承受周期性疲劳载荷的一种压力容器——变压吸附器,对其疲劳裂纹扩展剩余寿命进行预测。基于断裂力学,求出裂纹初始深度和临界深度。利用ABAQUS中的扩展有限元功能确定变压吸附器裂纹萌生的位置,并得到裂纹深度a与应力强度因子幅ΔK的关系式,利用Pairs公式得到裂纹扩展寿命。结果表明:计算得到裂纹初始深度为0.9 mm,临界深度为12.9 mm。将ABAQUS仿真得到的裂纹深度和应力强度因子幅数据进行拟合,可得到两者的关系表达式。将该关系表达式及其它相关参数带入到Pairs公式,得到裂纹从初始深度扩展到临界破坏深度对应的设备剩余工作年限为1.3年。该评估结果为变压吸附器安全运行提供了理论上的支撑。

回火温度对40Cr钢疲劳裂纹萌生寿命的影响

用系统分析的方法,通过三点弯曲疲劳试验,以数值描述的方式,在线跟踪了40Cr钢及其在三种 回火温度下疲劳裂纹萌生过程的疲劳损伤,实验结果表明:随着回火处理温度的提高,40Cr钢的疲劳裂纹萌 生寿命都有不同程度的提高.但裂纹萌生寿命在低于450℃的温度范围里,随着回火温度的提高,裂纹萌生 寿命有明显的提高,在450℃至580℃范围内,随回火温度的上升,裂纹萌生寿命则没有明显的增加.

柔度法测试车轮轮箍的疲劳裂纹萌生寿命

柔度法测试材料的疲劳裂纹萌生寿命，方法简单，数据可靠。

超声加载条件下低合金钢疲劳裂纹扩展寿命

对低合金钢q345狗骨型试样进行了超声疲劳试验,应力比R=-1,研究其在超高周区域内的疲劳寿命特性及破坏机理。试验过程中发现试样疲劳裂纹的扩展会导致试样固有频率的降低,通过有限元模态分析确定了试样断裂瞬间固有频率大小与表面裂纹尺寸的关系,经过对比发现,有限元得到的裂纹半径与断口分析测出的裂纹大小十分吻合。根据实验过程中固有频率的减少情况预测了试样超高周疲劳裂纹扩展寿命的大小,发现其占到疲劳总寿命大小的0.2%～0.5%。

冲击载荷下铸造起重机主梁疲劳裂纹扩展寿命研究

铸造起重机是冶金工业中常用起重运输装备,其工况环境恶劣,出现故障引发的事故危害较大,对该类装备进行准确的力学性能及疲劳分析显得非常重要。针对200/63 t四梁四轨双小车铸造起重机,建立其合理的桥架三维模型与动力学模型,基于实际载荷特性及动态参数分析,通过合理的结构简化与边界条件设置,运用Ansys软件对起重机桥架进行瞬态动力学分析。在获取准确的主梁结构危险单元应力动态响应的基础上,结合线弹性断裂力学理论,开展冲击载荷下主梁疲劳裂纹扩展寿命研究,为起重机结构优化与可靠性设计提供理论依据。

基于神经网络响应面的疲劳裂纹扩展寿命的可靠性分析

当失效形式的极限状态方程中随机变量个数较多或非线性较高时 ,其形式很复杂 ,因此传统的计算失效概率的方法不再适用。针对疲劳裂纹扩展寿命失效概率计算的复杂性 ,提出基于神经网络响应面的可靠性分析方法。首先建立神经网络响应面模拟疲劳裂纹扩展寿命的极限状态方程 ,然后使用遗传算法 (GA)计算可靠性指标。数值试验表明 ,本方法可以快速、精确地模拟疲劳裂纹扩展寿命的极限状态函数 ,进而计算出失效概率和可靠性指标。同其他模拟技术相比 ,在精度相同的情况下 。

基于遗传规划算法的不同应力比下不同厚度7050铝合金疲劳裂纹扩展寿命预测

针对不同厚度7050铝合金试样进行了不同应力比条件下的一系列疲劳裂纹扩展试验,并运用遗传规划算法对疲劳裂纹扩展寿命进行预测。遗传规划算法是模拟自然界中生物的进化策略,通过交换、突变等遗传操作,搜索目标的最优解。建立7050铝合金疲劳裂纹扩展速率的遗传规划模型,并利用试验数据对模型进行测试,后与其他典型疲劳裂纹扩展模型进行比较。研究结果表明:GP模型预测的7050铝合金疲劳裂纹扩展寿命结果与试验值基本吻合,相对误差小于1.5%,且GP模型预测结果的准确性高于Paris模型和Walker模型。

厚壁钢桥墩的超低周疲劳裂纹萌生寿命预测

为获得厚壁钢桥墩的超低周疲劳裂纹萌生寿命,对多组厚壁钢桥墩进行数值模拟分析。采用钢材的混合强化模型预测厚壁钢桥墩在三种不同往复荷载作用下的滞回性能,并分别使用Ge模型中的局部损伤法与非局部损伤法得到不同网格尺寸下的钢桥墩超低周疲劳裂纹萌生寿命,然后使用Ge模型对厚壁钢桥墩的疲劳裂纹萌生寿命影响因素(翼缘宽厚比、试件通用长细比等)进行参数化分析。研究结果表明:混合强化模型能准确预测厚壁钢桥墩的滞回性能;Ge模型中的非局部损伤法能准确预测厚壁钢桥墩的超低周疲劳裂纹萌生寿命。最后基于裂纹萌生寿命的参数化分析结果,提出了预测钢桥墩超低周疲劳裂纹萌生寿命的经验公式。

氢蚀对15CrMo钢疲劳裂纹扩展寿命的影响

对 1 5Cr Mo钢在氢蚀环境下和疲劳裂纹行为作了研究 ,重点考察了不同温度、压力和时间等情况下的扩展特性 ,并找出了对

基于局部应力应变法的钢结构疲劳裂纹形成寿命预测

介绍了局部应力应变法的基本原理,在修正Neuber法的基础上,结合能量法的原理,通过修正应变疲劳曲线的弹性部分和变Kf(疲劳缺口系数)法来推导得到钢结构疲劳裂纹的形成寿命预测计算式。通过实例计算对传统局部应力应变法和提出的修正局部应力应变法的计算结果以及试验结果进行对比,可以发现此方法能较好地预测钢结构疲劳裂纹形成寿命。

部分填充混凝土箱形截面钢桥墩的超低周疲劳裂纹萌生寿命预测

为研究部分填充混凝土箱形截面钢桥墩的超低周疲劳裂纹萌生寿命,通过与既有试验结果对比,确定所采用的钢材混合强化模型和混凝土损伤塑性模型的准确性,并且验证了Ge模型(基于塑性应变幅的累积损伤模型)非局部法在预测部分填充混凝土钢桥墩超低周疲劳寿命时的有效性。针对50%填充率的部分填充混凝土钢桥墩试件,利用Ge模型的非局部法,在3种不同加载形式的往复荷载作用下,研究翼缘宽厚比、正则化长细比等参数对超低周疲劳裂纹萌生寿命的影响,并基于参数化分析结果,拟合了预测该类钢桥墩超低周疲劳寿命的计算式。结果表明:钢材的混合强化模型和混凝土的损伤塑性模型能准确预测部分填充混凝土钢桥墩的滞回性能;Ge模型中的非局部法同样适用于部分填充混凝土钢桥墩的裂纹萌生寿命预测,基于参数化分析结果,提出了预测部分填充混凝土钢桥墩超低周疲劳裂纹萌生寿命的经验式。

轨道车辆的车轴强度和疲劳裂纹扩展的寿命分析

随着基础设施建设规模不断扩大,很多大型的机械设备和轨道车辆的性能也有了很大的提高,但实际作业中机械设备的零部件还是会受到外界环境的影响,在各种外力的作用下,车轴的强度会相应下降,长时间的工作更是会出现疲劳裂纹,缩短车辆的使用寿命。车轴是轨道车辆的重要组成部分,也是保证铁路运输的关键,因此加强车轴强度和疲劳裂纹扩展寿命的分析十分必要。文中会简单介绍车轴疲劳裂纹的扩展规律,重点分析车轴的强度以及疲劳裂纹扩展的寿命。

金属材料的机械性能与缺口疲劳裂纹形成寿命

缺口疲劳裂纹形成涉及由弹性、塑性变形、加工硬化、循环塑性损伤积累到微裂纹的形成和扩展的整个过程的综合性作用。本文对缺口疲劳裂纹形成寿命与金属材料常规机械性能间的关系作了初步探讨。

临时联结装置下钢轨接头疲劳裂纹萌生寿命分析

钢轨接头是轨道线路的薄弱环节,施工期轨道存在大量钢轨接头,为避免钻孔对钢轨的二次伤害,需采用临时联结装置连接钢轨。随列车速度的提升,钢轨接头引发的强冲击力将加速钢轨的变形及破坏;过大的接头轨缝值增强了轮轨冲击作用,是引发接头损伤的重要原因;道床刚度直接影响道床的减振和缓冲作用。为减缓施工期钢轨接头损伤的产生和发展,建立带有临时联结装置的三维轮轨接触有限元模型来分析上述参数对钢轨接头疲劳裂纹萌生寿命的影响。研究结果表明,道床刚度一定时,钢轨疲劳裂纹萌生寿命随列车速度、轨缝值的增大呈非线性下降趋势,列车速度宜控制在65 km/h以内,轨缝值宜控制在8 mm以内;相同列车速度及轨缝值条件下,钢轨疲劳裂纹萌生寿命在道床刚度95 kN/mm时达到谷值,合理地匹配轨道刚度有利于延长施工期钢轨的服役寿命。

基于裂纹形成及扩展的火炮闩体寿命研究

某自动武器定型试验实弹射击累计523发时,静检发现闩体出现约1 mm深裂纹,为了判定损伤闩体剩余寿命是否满足使用要求,应用解析与数值模拟方法,对闩体裂纹形成阶段的寿命和扩展阶段的寿命进行了分析计算。结果表明,在常温正装药条件下,考虑闩体实际加工表面粗糙度对疲劳寿命的影响,计算总体寿命不小于1 650发,可满足闩体的设计要求。同时,对闩体疲劳裂纹形成的影响因素进行了分析,根据分析计算结果,采取了减小闩体局部表面粗糙度措施,使该火炮闩体寿命提高到1 800发以上。