基于等效应变的Walker模型对轮盘寿命的预测

涡轮盘作为工作在高温高转速下的航空发动机关键部件,存在低周循环疲劳的风险。因此,低周循环疲劳是其结构设计的重要问题之一。首先,基于Walker模型在低周循环疲劳上的特性,提出了一种简化的Walker寿命预测模型。并且使用GH4133材料的试验数据验证了Walker模型的可行性。同时,为了验证Walker模型的优越性,采用多种模型对某轮盘寿命进行了预测。结果表明:简化的Walker模型预测值和真实值之间的相对误差为13.79%,其计算精度高于其他模型;其次,利用3个轮盘的真实寿命数据,检验不同的Walker衍生模型的预测精度。最后使用简化的模型对某型号发动机涡轮盘进行实例分析。

基于Walker模型的空气钻井钻柱疲劳寿命算法

空气钻井工况中的钻柱受力非常复杂,钻柱在井下既自转又反转,且在空气锤的作用下不断地上下纵向振动,该振动对钻柱的破坏最严重,在复合载荷作用下常造成钻柱疲劳损伤。修正了钻柱轴向应力和疲劳裂纹计算公式,并运用第四强度理论计算出裂纹处的平均应力;提出新的基于Walker模型的钻柱疲劳寿命算法,并结合Walker模型的计算结果,解释了塔里木油田空气钻井钻具大量刺穿失效的原因。

中国脏钱流向哪里?——Walker引力模型与“起源地-目的地”五维分析

通过Walker引力模型,计算呈现了中国境外洗钱的主要目的地,并与中国人民银行的《洗钱犯罪报告(2010)》进行了对比。结果进一步验证了Walker引力模型的科学性。同时从政治、经济、环境、文化和地理等五个维度对"起源地"(中国)和其主要目的地进行了比较分析,认为只有结合起源地的特点和目的地的特点综合分析,才能深入理解和把握一个国家或地区境外洗钱的区域流向。

3种疲劳裂纹扩展速率模型比较

Paris模型、Walker模型和Forman模型是常用的3种疲劳裂纹扩展速率模型,为比较3种模型在不同应力比下,拟合疲劳裂纹稳定扩展阶段速率的异同,采用标准紧凑拉伸试样进行疲劳裂纹扩展速率试验,由试验数据拟合得到3种模型公式的参数,并进行对比分析。结果表明,3种模型拟合精度均随应力比增大逐渐降低;对于单一应力比下的疲劳裂纹扩展,3种模型均具有较好的精度,但对于不同应力比下的疲劳裂纹扩展,Walker模型的拟合结果随应力比增大略有失真;而Forman模型的拟合结果随应力比增大有较大失真。

改进的Walker应变寿命预测方法研究

研究Walker应变寿命预测模型及其简化的应变寿命预测模型,提出一个新的Walker应变寿命预测简化模型。将改进后的Walker应变寿命预测模型应用于镍基高温合金GH4133和K435,并进行验证计算,计算结果与试验结果相比,在可接受的范围内,证明该方法行之有效。

非对称载荷下的应力疲劳寿命模型

航空飞行器关键结构件在服役过程中会经受典型的非对称载荷,因此其疲劳行为会不可避免地受到平均应力效应的强烈影响。修正Walker模型通过对不同应力比下的试验数据进行多元非线性拟合,可同时考虑材料和峰值应力对平均应力效应的影响。采用12种航空材料在多种载荷状态下的18组试验数据对修正Walker模型的疲劳寿命预估精度进行验证,并与其他常用平均应力模型的结果对比。研究显示:尽管峰值应力对平均应力效应的影响因材料而异,修正Walker模型对各组试验疲劳寿命的预估精度均不同程度地优于其他对比模型,精度更高,稳定性更好。

基于粒子滤波的结构疲劳裂纹扩展动态贝叶斯推断方法

准确预测结构的疲劳裂纹扩展过程是开展飞机单机寿命监控与剩余寿命估算的基础。提出一种基于动态贝叶斯网络的结构疲劳裂纹扩展预测方法,结合疲劳裂纹扩展的先验知识与后验知识来准确地推断裂纹长度;研究粒子滤波算法中不同粒子数对动态贝叶斯网络推断精度的影响规律;通过对单孔板结构与耳片连接结构件在随机载荷谱下进行裂纹扩展研究。结果表明:动态贝叶斯网络方法可以对复杂结构的疲劳裂纹扩展进行准确预测,预测精度相对于传统方法提高50%以上。

涡轮叶片的粘塑性分析

本文应用正交各向异性Walker统一粘塑性材料本构模型,通过用户子程序的方法把本构方程引入大型有限元分析软件MSC.MARC中,用该模型对某发动机涡轮叶片进行了热粘塑性分析。计算结果表明,应用Walker模型对各向异性构件进行热粘塑性分析是可行的。

空气钻井钻柱疲劳寿命预测研究

在空气钻井工况下钻柱受力情况非常复杂,受到地层岩性与井身结构变化的影响,钻柱在井下既自转又反转,而空气锤的冲击作用使得钻柱产生周期性的上下纵向振动,在复合载荷作用下常造成钻柱疲劳损伤。为此,本文修正了泥浆钻井工况下钻柱疲劳寿命计算公式,并运用材料力学强度理论计算出了裂纹处的平均应力,提出了计算空气钻井工况下的疲劳寿命计算模型——Walker模型。并结合该模型的计算结果,解释了克拉美丽火山岩气藏空气钻井钻具大量刺穿失效的原因。

正交各向异性有限变形下材料的粘塑性力学行为的研究

给出正交各向异性有限变形下的统一粘塑性理论中的 Walker模型的本构表达并成功地利用参数控制法(GPM方法 )对其进行数值计算 ,推导出 Walker模型的隐式应力积分过程。在计算的基础上 ,研究了温度、应变率对材料的应力应变关系的影响 ,以及蠕变 ,应力松弛 ,热恢复及循环塑性这些高温下材料的粘塑性力学行为。