APPLICATION OF STOCHASTIC FINITE ELEMENT METHOD TO STRENGTH AND STABILITY ANALYSIS OF EARTH DAMS

This paper applies the stochastic finite element method to analyse the statistics of stresses in earth dams and assess the safety and reliability of the dams. Formulations of the stochastic finite element method are briefly reviewed and the procedure for assessing dam's strength and stability is described. As an example, a detailed analysis for an actual dam Nululin dam is performed. A practical method for studying built-dams based on the prototype observation data is described.

激光冲击处理后Ni基高温合金的性能

对Ni基高温合金进行了激光冲击强化处理,测量了处理后Ni基高温合金的残余应力、表面粗糙度分布规律和疲劳强度．结果表明,激光冲击处理后凹坑内残余压应力值为-200--400 MPa,其分布服从泊松正态分布规律;承载能力比未冲击试样提高大约150 MPa;激光冲击区的精糙度降低一个等级,凹坑内粗糙度数值分布也服从正态分布规律．激光冲击处理后表面出现了组织细化的硬化层,强化效果明显,残余压应力有极大的提高,有效地提高了抗疲劳寿命．

模态声发射技术在构件疲劳裂纹检测中的应用

疲劳裂纹的萌生和扩展是机械零件在变载荷作用下的主要失效形式,在变载荷下出现疲劳裂纹的同时往往伴随着弹性波的扩散,以迅速释放其内部积累的应变能。使用近几年来得到迅速发展的模态声发射技术真实地获取疲劳裂纹的声发射波形,使接收到的声发射信号较完整地反映了声发射源的物理状态。在波形分析中采用参数分析法提取声发射波形特征,建立模态声发射参数和裂纹扩展速度之间的数学关系。由于综合采用了多种技术的优点进行信号分析、处理,因此根据声发射信号特征得到的结果将更加逼近实际状态。

滚子链的综合强化试验分析

从理论上分析了对链条使用寿命起显著交互影响的单项强化处理方法 (挤孔、过盈配合和预拉 ) .对链条采用两种以上的强化处理方法 ,并进行了正交试验和对比试验 ,分析得出了各单项强化处理方法的最优水平、显著水平以及单项强化处理方法的交互作用对链条寿命的影响 .试验结果表明 ,通过综合强化处理 ,可显著提高链条寿命 ,使链段的疲劳强度达到链条极限拉伸载荷的 0 34倍 ,而滚子链内链节的疲劳强度可达到链条极限拉伸载荷的 0 4 4倍 .

材料、结构和工艺因素对高强度螺栓疲劳性能的影响试验研究

对影响高强度螺栓疲劳性能的材料、结构和工艺等因素进行了较广泛的对比试验研究。比较了6种材料疲劳试样的疲劳性能;考察了硬度、再回火、去应力退火、表面脱碳、滚丝/磷化的先后顺序、头下圆角粗糙度、滚丝轮螺纹牙形、头下圆角过渡形式等因素对高强度螺栓疲劳性能的影响。

低周疲劳/蠕变交互作用下构件的寿命预测

通过寿命预测与试验研究 ,对材料性能到构件的特异性、循环蠕变的分析和平均应力的影响 ,提出了处理的办法。对交互作用规律进行了深入的分析 ,提出了预测寿命的途径。

树脂基纺织复合材料疲劳性能表征与分析方法研究现状

为更好了解纺织复合材料疲劳性能的损伤机制及影响因素。综述了织物结构差异、环境因素、疲劳实验过程中的自热对复合材料疲劳性能的影响,以及近年来复合材料疲劳强度模型的研究近况;对比分析了不同织物结构复合材料的疲劳性能研究近况及损伤情况,以及结构的差异对材料的疲劳寿命及损伤影响;探讨了水、高温、化学介质、紫外线辐射等环境因素对材料损伤机制和疲劳性能的影响,并对试样产生自热而导致复合材料疲劳性能过早失效进行分析;最后总结了复合材料疲劳性能仍然存在的问题,并对其在未来的发展方向进行了展望。

低铬合金钢的超高周疲劳行为和裂纹扩展路径分析

SAE5120钢是汽车行业中齿轮构件使用的材料,其实际使用循环数超过了109。研究经过热处理、普通渗碳或表面低压渗碳处理后的低铬合金钢的超高周疲劳行为,应用压电超声疲劳试验机(20 kHz,应力比R=0.1)完成超高周疲劳试验,并获得处理后材料的超高周疲劳行为。通过对表面渗碳处理后试件断口的裂纹扩展路径分析,研究材料表面渗碳处理、微观结构、与杂质有关的裂纹萌生及断裂机理,根据高倍扫描电镜的裂纹条纹测量和应力强度因子计算对Paris公式的参数进行了估计。

结构钢板强度变化与材料规格代用的分析

锅炉钢结构中,钢板厚度变化影响材料强度。以柱底板为例,详细论述了在计算中,钢板厚度处于相应材料厚度范围临界值时,由于材料强度随板厚变化而变化,当材料计算厚度向上圆整或在生产制造中以厚板代用薄板时,材料强度会降低,会出现虽然钢板厚度增加但强度却不能满足受力要求的特殊现象。

在役钢结构吊车梁剩余疲劳寿命的可靠寿命评估

从Miner累积损伤的定义出发,视累积损伤为随机过程,临界损伤为随机变量,基于疲劳动态可靠性理论,提出了在役钢结构吊车梁疲劳剩余寿命的可靠寿命评估方法。之后与现行《钢结构检测评定与加固技术规程》(YB9257-96)中安全期限寿命评估方法进行了分析比较,说明了安全寿命评估方法的概率意义。最后通过算例分析结果表明,提出的可靠寿命评估方法更加合理。

活塞抗疲劳研究现状及展望

发动机活塞疲劳强度的提升一直是发动机技术研究的重点,主要介绍了发动机活塞抗疲劳的研究进展,从活塞材料、工艺及结构方面的改进进行了总结,对其未来的发展做了展望并提出了一些建议。

基于Lamb波群速度修正的复合材料结构损伤定位

复合材料结构在制造和服役过程中易产生不可见损伤,会降低结构强度,影响设备安全性能。基于超声Lamb波的结构健康检测方法可有效地实现对结构损伤的识别。然而,由于受到检测系统复杂的幅值调制作用,接收信号将发生频谱能量分布偏移。在定位检测过程中,群速度的选择以激励信号的中心频率为准,当激励信号的频谱受到较强幅值调制时,此时用于定位的群速度值将不再准确。在幅值调制特性的研究基础上,通过仿真和试验方法,探究了幅值调制对信号频谱能量分布的影响;进而提出了基于频谱偏移的群速度修正方法,并将此方法用于改进的延时叠加算法中以提高损伤定位精度。试验以T300/3231碳纤维复合材料板为对象,对比了群速度修正前后的损伤成像结果。结果显示,经过群速度修正后的定位精度优于未经过修正的结果,验证了群速度修正方法的有效性。

活塞抗疲劳研究现状及展望

发动机活塞疲劳强度的提升一直是发动机技术研究的重点,主要介绍了发动机活塞抗疲劳的研究进展,从活塞材料、工艺及结构方面的改进进行了总结,对其未来的发展作了展望并提出了一些建议。

连杆零件的机械加工工艺规定

随着科技步伐的不断加快,连杆零件在机械领域中得到了广泛应用。连杆零件的工艺特点可归结为3个方面:改善了连杆的加工工艺,连杆两端的组成为斜面和窄平面,带止口斜结合面。连杆的疲劳性能试验有2种方法:一是发动机台架试验,试验结果准确可靠;二是通过高频疲劳试验机的疲劳试验,这种方法时间短、费用低,但不能完全模拟连杆在实际工作条件下的受力状态。

沥青路面抗疲劳断裂半刚性基层强度标准研究

为确保水泥稳定碎石(CSG)基层在交通荷载反复作用的情况下不出现疲劳开裂,提出了基于结构与材料一体化控制的CSG材料强度标准的确定方法;研究了CSG基层的力学特性和疲劳特性,建立了力学强度增长模型、力学指标间的关系模型和疲劳方程;推荐了四川省典型沥青路面抗疲劳断裂的CSG基层强度标准。研究发现:CSG的各项强度指标都随养生龄期呈非线性增长,采用骨架密实结构有利于提高CSG的力学强度。提出的力学强度增长方程可以准确预估不同龄期CSG的力学强度;提出了控制疲劳开裂的CSG基层7天无侧限抗压强度标准与7天劈裂强度标准的确定方法,该方法能实现结构与材料一体化设计,可进一步提升CSG基层的疲劳寿命。

高性能零件成性质量实时分析与控制方法研究

高端装备高性能关键零件以性能要求为主,具有性能与几何参数一体化的加工要求。由于其形面复杂、材料难加工特征,零件材料变形抗力大,组织性能对热加工时间、温度、强度等参数极为敏感,因此,在实现高性能零件成形同时,其性能受材料、热处理、几何形状等多因素作用,零件组织性能难以保证,生产中废品率高。提出了建立高性能零件质量信息集成的全生命周期信息模型,从分散的质量信息处理转向面向制造过程的质量信息集成管理,研究质量数据与质量检验标准的映射、集成,通过质量检测数据的实时采集、管理、分析与评判,实现成形过程中成性质量管理与控制。

热轧轴承钢球球坯网状碳化物达标的工艺探讨

GB/T18254-2002标准规定:"供热加工用球化退火钢材不检查碳化物网状",而我国目前各大钢厂生产的较大直径GCr15轴承钢普遍存在碳化物网状超标状况,所以各热轧、热镦轴承钢球球坯的企业,必须通过自行生产工艺控制球坯内部碳化物网状达标。本文通过分析试验,确定热轧轴承球坯碳化物网状达标的工艺方法及达标条件。

不同制备工艺下微生物水泥固结不同砂质效果分析

不同的松散颗粒和制备工艺均会影响微生物水泥的固结效果。为此,首先采用超景深显微镜分别对海砂、河砂、珊瑚砂进行外观形貌分析,同时研究3种颗粒对微生物吸附性的影响,然后分别对采用浇注工艺和拌合工艺制备的微生物水泥砂柱进行抗压强度、方解石含量、渗透速度和微观结构分析。研究结果表明:珊瑚砂颗粒对微生物的吸附性最好,颗粒间的孔隙更易被碳酸钙晶体填充密实;与海砂柱、河砂柱相比,采用浇注和拌合两种制备工艺固结的珊瑚砂柱效果更好,抗压强度分别为1.45 MPa和2.07 MPa,方解石含量分别为4.19%和0.99%,渗透速度降低为0;采用拌合工艺制备的微生物水泥基材料均匀性比采用浇注工艺制备的微生物水泥基材料更好,且操作更简便。

7050航空铝合金结构材料激光冲击强化处理研究

用自行研制的激光冲击强化处理 (LSP)装置对两种重要航空铝合金结构材料 70 5 0T74 5 1,70 5 0T74 5 2冲击强化试验 ,进行了疲劳寿命对比试验。给出了反映疲劳应力水平与结构件寿命对应关系的σm N曲线。结果表明 ,在6 7 3MPa的加载应力水平下 ,激光冲击处理后 70 5 0T74 5 1结构材料的疲劳寿命提高到未经处理的 4 35 % ,而70 5 0T74 5 2在 81 4MPa的应力水平下提高到 5 18%。并对试件进行了激光冲击处理机理的研究 。

高强铝合金的发展及其材料的制备加工技术

本文简述了国内外高强铝合金发展的理论基础及其材料的制备加工技术.针对大规格高性能铝合金材料的成分设计、熔炼、均匀化、固溶、淬火、预拉伸以及时效各工序的相关技术的研究热点和发展进行了介绍和讨论.并对我国该类铝合金及其发展和应用提出了建议.