疲劳应力应变滞后环的研究

研究疲劳应力应变滞后环对探讨疲劳积累损伤很重要。本根据orowan力学模型导出了疲劳应力应变滞后环的解析解。     

挤压态AZ31镁合金高周疲劳行为

为探讨镁合金拉/压强度不对称对疲劳性能的影响,对AZ31镁合金进行了室温应力控制疲劳实验,研究应变幅、峰值应变、循环能量参数随周次的演化,并采用光学显微镜观察表面形貌.结果表明:疲劳初期AZ31镁合金滞后环呈现不对称,200周次后不对称消失;峰值压缩应变随周次增加而变小,在约200周次时转变为拉伸应变;裂纹在材料表面孪晶带处形核,并沿孪晶面扩展.由于AZ31镁合金独特的织构与晶格特点,疲劳过程中交替出现的孪生与去孪生导致了滞后环的不对称,孪晶在裂纹形核及扩展中具有重要作用.     

大鼠皮肤的循环力学性能研究

通过循环疲劳试验,研究了平均应力和应力幅值对大鼠皮肤力学性能的影响.结果表明:大鼠皮肤在拉-拉循环载荷作用下表现出明显的应变累积特性(即棘轮效应),棘轮应变曲线可划分为瞬态、稳态和加速失效3个阶段;棘轮应变及其应变率随平均应力或应力幅值的增加而增大,导致大鼠皮肤的损伤累积加速进而降低其疲劳寿命;循环应力-应变曲线中的滞后环面积、切线模量能够表征大鼠皮肤的循环特性,滞后环面积和切线模量呈现负相关的关联;对应循环疲劳失效的整个过程,滞后环面积经历减小、稳定、迅速增加3个过程;应力-应变滞后环面积随应力幅值的增加而增大,但平均应力对应力-应变滞后环面积的影响没有线性关系,在试验范围内当平均应力为12,MPa时滞后环的面积最小.结合Basquin模型和SWT模型,可以预测在不同平均应力与应力幅值作用下大鼠皮肤的低周循环疲劳寿命.通过石蜡切片技术和HE染色方法,研究拉伸和循环加载对皮肤微观结构的影响.结果表明,拉伸破坏和循环疲劳破坏都归因于纤维束的滑移和断裂,但两者发生断裂破坏的表现形式不同,前者表现为长裂纹扩展导致的拉伸断裂,后者则为短裂纹扩展导致的疲劳断裂.     

基于神经网络正向模型和遗传算法的涡流检测自然裂纹形状重构

提出了一种基于神经网络正向模型与遗传优化算法从疲劳裂纹涡流检测(eddy current testing, ECT)信号重构裂纹形状的方法.人工制作了疲劳裂纹试样,利用一种小波分析方法对采集的疲劳裂纹ECT信号进行了去噪预处理并提取了信号特征.随后通过破坏性检测方法获得了裂纹的真实形状.在建立疲劳裂纹参数化模型基础上,利用经过处理的裂纹ECT信号和裂纹形状参数样本库对径向基函数(Radial Basis Function, RBF)神经网络进行训练.遗传算法首先创建大量表示裂纹形状参数个体的初始种群,输入经过训练的神经网络,得到对应的ECT预测信号,然后运用遗传策略进行迭代反演优化,搜索裂纹形状最优解.重构结果表明该方法具有快速、精确的优点.     

基于智能算法的涡流检测自然裂纹形状重构

人工制作了疲劳裂纹试样,利用一种小波分析方法对采集的疲劳裂纹涡流检测(ECT)信号进行了去噪预处理及信号特征提取,通过破坏性检测方法获得了裂纹的真实形状.在建立疲劳裂纹参数化模型的基础上,利用经过处理的裂纹ECT信号与裂纹形状参数样本库对径向基函数(RBF)神经网络进行训练.采用遗传算法,通过创建大量表示裂纹形状参数个体的初始种群,输入经过训练的神经网络,得到对应的ECT预测信号;然后运用改进的遗传策略进行迭代反演优化,对裂纹形状最优解进行搜索.重构结果表明该方法具有快速、精确的优点.     

对接焊缝初始缺陷对疲劳寿命影响规律研究

为研究钢桥面板对接焊缝中表面及内部缺陷对疲劳寿命的影响，文章运用FRANC3D与ABAQUS软件对等效后的基本焊接构造进行裂纹扩展分析，得到疲劳寿命随初始缺陷参数的变化关系，结果表明表面及内部缺陷在裂纹扩展中裂纹形状逐渐接近半圆形及圆形。不同初始参数对疲劳寿命的影响程度不同，表面及内部缺陷对缺陷形状比、尺寸、方向变化的敏感程度也不同，锁定形状比不变，短轴长增加3倍时，含内部缺陷试件的疲劳寿命降幅为68.9%,短轴长增加6.5倍时，含表面缺陷试件的疲劳寿命降幅为46.45%;锁定短半轴不变，当形状比从0.1增至0.6时，疲劳寿命平均增幅为88.7%(表面缺陷)和90.2%(内部缺陷);锁定尺寸不变，当缺陷植入角度从30°增至90°时，疲劳寿命的平均降幅为59.7%(表面缺陷)和62.3%(内部缺陷)。     

10CrNiMo高强钢的低周疲劳特性

采用圆形横截面光滑试样,通过轴向不同应变幅控制的低周疲劳试验,研究了10CrNiMo高强钢的低周疲劳特性,包括循环应力-应变行为、应变-寿命特点、循环应力响应及其力学滞后现象,给出了相应的疲劳参数、循环软硬化特性及应变滞后规律.对裂纹扩展方向及试样疲劳断口的观察表明:裂纹扩展面与轴向力呈现多角度关系,裂纹萌生于试样表面,沿断口周边分布,且具有多源性;疲劳裂纹主要以锐化--钝化机制扩展.     

环形槽道有压科特(Couette)流层流

本文给出了环形槽道有压科特流层流的解析解,还提出了形状参数P,强调形状参数P可用作研究环形槽道有压科特流层流流动状态的判据,并讨论了当P值不同时,所研究流场中的速度极环面和速度拐环面存在的条件和它们的坐标。这对环形槽道有压科特流紊流的研究极有帮助。     

滚动轴承的可靠寿命

滚动轴承是由多个元件构成的“机械要素”,它的疲劳寿命较一般的机械零件具有更大的离散性。本文就滚动轴承的随机疲劳寿命,应用“最弱环原则”的数学表达式——威尔布尔分布曲线来拟合,作了初步的探讨。目前,美、英、西德等国关于滚动轴承可靠寿命的计算结果差异颇大,作者就此提出几点看法,并指出欲获得符合实际的滚动轴承可靠寿命,关键是必须通过一系列实验求得国产滚动轴承寿命分布的形状参数β的准确数据。     

混凝土抗压疲劳寿命概率分布及其置信度计算

基于混凝土的失效机理和统计理论 ,用最弱环模型分析了混凝土抗压疲劳寿命分布规律 ,并与正态模型进行了比较 .试验结果表明 ,三参数Weibull分布较正态分布和对数正态分布更适宜描述混凝土抗压疲劳寿命分布规律 .在三参数Weibull分布置信限研究基础上 ,对要求高可靠度、高置信度的疲劳寿命进行了计算     

热疲劳过程力学行为的数值模拟

采用运动强化模型和热弹塑性理论对轴对称问题的热疲劳过程进行了有限元数值模拟。计算中，采用增量理论模拟热疲劳的循环加载过程，采用初应力法对每一增量步下进入塑性单元的应力应变进行迭代计算，同时考虑了温度对材料性能、蠕变及应变速率的影响。还对４５号中碳钢圆柱形试件进行了同相和异相热疲劳试验。试验与计算表明：利用本文的数值模拟程序计算得出的滞后环与试验结果相吻合。     

磁晶各向异性的高次项对纳米材料的磁滞回线的影响

在一般的磁滞回线计算中,磁晶各向异性能的高次项被忽略.运用一致转动的模型,在外磁场与易轴方向分别平行和垂直的情况下,通过分析磁晶各向异性能的四次方项对铁磁材料磁化过程的影响,得到磁滞回线的形状随磁晶各向异性能四次方和二次方项常数的比值λ的不同而发生变化,并给出不同λ时的矫顽力解析公式.结果对铁磁和铁电材料都适用.     

疲劳失效中的循环滞回能

在四种常用钢的完全对称恒应变控制疲劳实验的基础上,分析了它们的循环滞回能的循环特性,并讨论了不同循环特性材料的循环滞回能的数学描述。通过确定循环滞回能-寿命和失效总吸收能-寿命的理论与实验关系式,得出:循环滞回能表示疲劳损伤时,忽略了循环过程中材料的内部缺陷、热耗散以及加工等因素引起的次裂纹所产生的能耗;总失效吸收能与循环滞回能的关系和循环滞回能的循环变化性质有关。     

GS249有机玻璃疲劳极限的影响因素分析及预测

在不同应力比条件下,对不同应力集中系数的GS249有机玻璃疲劳试样进行疲劳试验,使用升降法获得材料的疲劳极限。分析获得了加载参数及形状参数对有机玻璃疲劳极限影响的相关规律。建立了基于应力比和应力集中系数的预测有机玻璃疲劳极限的方法模型。结果表明：随着应力比的增加,疲劳极限呈下降趋势;疲劳极限随着应力集中系数的增加而线性降低;随着应力集中系数的降低,疲劳极限受应力比的影响越大。     

可变展长机翼非定常气动特性数值研究

为探索可变展长机翼变形过程中的非定常气动特性及其机理,以ONERA M6机翼为模型,利用动网格技术对其进行了非定常气动特性研究.研究表明:在机翼连续变展长过程中,非定常气动特性曲线以滞回环的形式围绕着相应的准定常曲线;变形周期、攻角和来流马赫数对滞回环有一定影响,但与准定常气动特性相比,单纯的展长变化引起的非定常气动效应并不明显;在一定的计算条件下,非定常升力系数偏离其相应的准定常升力系数的最大值不足2%;可变展长机翼非定常气动特性产生的主要原因在于流场结构迟滞.同时,由于流场结构迟滞效应比较微弱,可变展长机翼的非定常气动特性不显著.      

外腔半导体激光器调谐输出双稳环跳变幅度的变化

研究了强反馈条件下光栅调谐外腔半导体激光器 (ECLD)的双稳特性 .利用求得的载流子—频率 (N -ν)曲线上的双稳环跳变点处的载流子密度的解析表达式 ,分析了ECLD几个关键参量对载流子密度跳变幅度的影响 .     

NiFeNb种子层对坡莫合金磁滞回线的影响

采用NiFeNb为种子层,制备(Ni82Fe18)1-xNbx(35 )/(Ni82Fe18)(150 )/Ta(30 )系列膜,并对其颗粒大小和磁滞回线等进行测量,探讨种子层中Nb含量x对坡莫合金磁滞回线的影响.结果表明:以NiFeNb作种子层能更好地改善坡莫合金的微结构.种子层厚度为20 ,Nb含量为24 4%时,磁滞回线有最小的回线面积、矫顽力和较小的不对称性.种子层影响坡莫合金磁滞回线的一个重要原因是脱附激活能等因素造成种子层具有不同的表面粗糙度,进而使坡莫合金具有不同的微结构.     

反铁磁耦合双层膜结构体系的磁滞回线相图研究

基于Stoner-Wohlfarth模型研究了非对称型反铁磁耦合三层体系的磁滞特性,得到了不同磁层厚度以及磁参数下发生线性磁相变临界转换场的解析表达式,以及9种可能存在的不同类型易轴磁滞回线．基于磁相变的临界条件获得了非对称反铁磁耦合双层膜体系在k1-k2如空间的磁滞回线相图．非对称反铁磁耦合双层膜体系作为磁隧道结的自由层时,相对于单层结构自由层具有更好的热稳定性．     

铁磁材料动态磁性的计算机辅助测量与研究

利用微机辅助测量技术来研究磁滞回线的动态磁化过程 ,分析在不同的初始磁场强度下的磁滞回线 ,并从理论上进行了深入的讨论 .     

表面活性剂浓度对介孔二氧化硅形貌的影响

以十六烷基氯化吡啶（C16PyCl）为模板剂，正硅酸四乙酯（TEOS）为硅前驱体，甲酰胺为助溶剂，在酸性条件下合成了不同形状的纳米介孔二氧化硅，并使用扫描电镜（SEM）、小角X射线衍射（SXRD）和N2气体吸附技术对其进行了表征。结果表明合成样品具有MCM-41的有序六方孔道结构，煅烧样品的吸附测量显示典型的Ⅳ型吸附等温线和H1型滞后环，孔径分布较窄。随着C16PyCl浓度的增加，产物形貌由不规则的螺旋球逐渐过渡到表面光洁的多面体形状。