拉挤工艺单向玻纤复合材料的疲劳衰减特性

拉挤工艺制备的玻璃纤维增强复合材料(GFRP)由于其良好的电气、力学性能被广泛运用于特高压输电工程,其中动态载荷作用下的性质研究是其应用的基础。文中通过开展沿纤维方向的静载实验和疲劳实验,建立了基于S-N曲线和分段线性等寿命图的疲劳寿命预测方法;根据不同应力比下刚度退化规律,提出了基于改进三角函数形式的损伤累积模型,准确描述了拉-拉和拉-压疲劳载荷下的材料非线性刚度退化规律;建立了剩余刚度-剩余强度关联模型,实现了疲劳载荷下强度性能衰减的准确预测。结果表明,GFRP在拉-拉和拉-压疲劳下具有显著不同的刚度退化规律,文中所提出的模型可准确预测两种条件下的剩余强度;而压-压疲劳载荷下,刚度退化曲线存在两种显著不同的模式;同时,剩余强度结果表明,前70%疲劳寿命内材料强度可能并不会发生明显退化。文中建立的针对拉挤GFRP在不同疲劳加载下剩余强度与剩余刚度的预测模型,为GFRP耐久性设计提供了指导。

结构钢光试样的等寿命图

提出结构钢光试样等寿命曲线方程，并提出用等寿命曲线方程绘制结构钢光试样等寿命图的新方法．只要测得材料在对称循环（r＝－1）下的S-N曲线，就可以用等寿命曲线方程绘制材料的等寿命图．用等寿命曲线方程绘制等寿命图与传统的方法相比，可减少60％～70％的疲劳试验．

航空有机玻璃的疲劳寿命

主要从疲劳S-N曲线、等寿命图两个方面研究了航空有机玻璃的疲劳寿命。研究结果表明:由Goodman模型拟合的有机玻璃疲劳等寿命图不但本身具有很高的相关性系数,同时能很好地预测某一寿命下材料的安全系数,是拟合航空有机玻璃等寿命图的优选模型。Goodman模型等寿命图使试验人员很清楚地找到每一个点对应的σ_(max),σ_(min),σ_a,σ_m,R,N值,节省了试验的时间和成本;由已知的许用安全系数,可以计算出任一工作点的安全系数和安全区,为结构的设计提供依据。

等寿命曲线的变截面钢板弹簧可靠性分析方法

提出了一种适用于变截面钢板弹簧等的疲劳寿命分析评价方法。基于Timoshenko梁理论提出一种简化分析模型,快速求解变截面钢板弹簧弯曲簧片和平直簧片在不同载荷工况下的弯曲应力。通过算例与ANSYS计算结果进行对比,验证了所提计算模型的准确性。基于名义应力法和Miner损伤累计理论对钢板弹簧疲劳热点进行疲劳寿命预测,得出交变载荷下的等寿命值曲线图,经对比与有限元分析的相关结论吻合较好,验证了本文所述方法的有效性。

一种引入材料循环本构的单轴疲劳平均应力模型

为更精准地考虑平均应力对单轴恒幅疲劳寿命的影响,在等效驱动力类平均应力模型的基础上,引入材料循环本构并提出了一个新的平均应力模型。定性地,该模型能够在更广泛寿命值范围和应力比范围内描述多种材料的等寿命线形状;定量地,该模型能够用来预测其他应力比下的疲劳寿命值,且预测值与试验数据符合良好。随后,还提出了一种获取模型系数的方式,能够在保证数据拟合可靠度的前提下进一步减少试验成本。所提出的平均应力模型有潜力为材料性能手册的编纂提供支持,并对相关工程方法提供改进方向。