基于剩余强度衰减退化的非线性累积损伤准则及其可靠性定寿

零件的疲劳破坏是一个损伤逐步累积、承载能力逐步下降的过程,其疲劳强度随其承受的载荷和频次而不断衰减.通过研究疲劳过程中材料剩余强度衰减退化的规律,从疲劳损伤的定义出发,把剩余强度退化通过一个衰减系数引入到损伤的定义中,提出考虑材料强度性能退化的非线性累积损伤模型来修正Corten-Dolan理论模型.该模型不但考虑了载荷间的相互作用效应,而且还考虑了载荷加载历史引起的强度退化的影响.同时提出了一种基于剩余强度衰减退化的零件疲劳寿命可靠性分析方法,即在假设剩余强度分布服从对数正态分布下,用零件的剩余疲劳损伤强度计算疲劳可靠度和预测零件疲劳可靠性寿命.通过基于修正Corten-Dolan模型的疲劳寿命预测和算例对比分析,该模型完善了传统Corten-Dolan理论模型的适用范围,提高了预测精度.以恒幅载荷作用下的疲劳可靠性描述为例,通过对比模型分析值和实验值,证实了基于剩余强度衰减退化的疲劳寿命可靠性分析模型的可行性,并可以推广至多级载荷作用下的疲劳可靠性寿命的预测.     

基于累积损伤的随机结构系统刚度可靠性分析

根据疲劳载荷造成的累积损伤对材料极限应力的影响,结合材料强度与弹性模量之间的关系,给出了结构构件在基于累积损伤下的剩余弹性模量的表达式,并分析了其数字特征。考虑结构的随机性,在求解可靠性指标时,采用改进的一次二阶矩法和随机有限元相结合的算法,以改进的分枝限界法寻找主要失效模式,以PNET法计算结构系统可靠性。算例表明:结构系统在设计寿命内虽然满足了系统疲劳可靠性的要求,但随着使用寿命的增加,结构系统刚度可靠性在下降,当疲劳载荷循环次数大于11.08×105时,结构系统结构刚度可靠性不能满足设计要求。     

16Mn钢焊接接头的Miner疲劳累积损伤可靠性模型研究

根据16 Mn钢对接焊接接头的疲劳试验数据,对Miner线性累积损伤准则进行了修正,提出了一定可靠度下疲劳累积损伤的计算方法,为估算16 Mn钢焊接构件在谱载荷作用下一定可靠度的疲劳寿命提供了依据.     

汽轮机转子寿命的研究

介绍了汽轮机转子温度场、热应力及寿命损耗的数学模型及实现其实时监测的方法,结合300MW供热凝汽机组,对其寿命进行分析。     

对船用汽轮机转子陀螺效应的分析

汽轮机转子是在复杂的边界条件下高速运行的关键设备,对汽轮机转子进行动力学分析就必须考虑到陀螺效应的影响,特别对于大质量、高转速船用汽轮机,在恶劣的海况下航行时,转子的陀螺力矩是相当大的。本文用动力学的方法定性地分析了船用汽轮机转子在各种条件下,陀螺效应对汽轮机的影响。并在设计与制造过程中提出了应对措施。     

基于概率累积损伤及Wiener过程的转向架 可靠性研究

提出一种基于实测应力数据的研究城市轨道车辆构架疲劳可靠性变化规律的方法.为了建立结构损伤与可靠性之间的关系,通过新型启发式算法拟合出每一日应力谱的概率密度函数,进而基于统计分布特征推导了一种考虑载荷相互作用的概率累积损伤模型;然后考虑到某一结构区域不同传感器结果的差异性,采用具有随机效应的Wiener过程通过概率损伤统计量与马尔可夫链-蒙特卡洛方法求得结构可靠度随运营里程的总体变化规律.实测数据计算结果表明,提出的可靠性计算方法可以得到与工程经验相符的构架疲劳可靠性结果.     

考虑非线性累积损伤的桥梁疲劳寿命分析

为了准确反映桥梁非线性累积损伤,建立了桥梁非线性累积损伤模型,并分析了模型中主要参数对桥梁疲劳寿命的影响.首先,基于损伤力学理论,引入桥梁非线性累积损伤模型和对应的等效应力幅计算公式.然后,分析模型中主要参数对结构疲劳性能的影响.最后,用桥梁非线性累积损伤模型和Miner模型分析大连某大桥的疲劳性能.研究发现,随着材料参数α的减小,结构损伤增大,并且等效应力幅是影响结构损伤的主要因素.桥梁非线性累积损伤模型能准确反映实际的非线性累积损伤过程,而Miner模型偏保守.     

基于有限差分法的汽轮机转子低周疲劳计算

根据火电机组运行的实际数据,介绍了有限差分法计算汽轮机转子低周疲劳损耗的原理.结合模拟机组冷态启动和停机过程,采用该方法计算了转子上两个特征点的温度变化曲线和应力变化曲线,再根据Miner线性累积法则得到了转子的低周疲劳寿命损耗.通过计算发现,该方法具有计算精度高、计算速度快和实时性强等优点,能够很好地满足工程实际问题的需要.     

浅谈汽轮机调速系统的特性及转子的数学分析

本文首先分析了汽轮机调速系统的基本原理和结构以及各种特性,推导出了汽轮机转子数学模型。为进一步分析汽轮机提供了理论依据。     

汽轮机转子热应力的在线监控模型

汽轮机转子热应力是由蒸汽温度的变化引起转子体中温差而形成的。对上述过程分别建立复频域动态数学模型,经综合后得到转子热应力对蒸汽温度变化率的相应模型。并以某一机组的实际启动过程为算例,与有限元模型作了仿真比较,结果表明模型具有较高的精度。为了大幅缩减计算量,应用“主导极点”概念对所得模型作了合理简化,为热应力的在线监控提供了一个易于实现的通用模型。该模型对放热系数及转子材料物性参数的变化具有自适应能力。     

国产 300 MW 汽轮机转子应力场的有限元分析

应用ＭＦＥＰ（４０）程序包,在多种工况下对国产３００ＭＷ汽轮机转子进行了应力场的有限元分析,找出了机组启动过程中的危险截面及危险时刻,并分析了转子的最大应力σｍ与应力集中系数ｋｔｈ随时间变化的规律,为汽轮机组的寿命管理提供了一定的理论依据。     

汽轮机转子裂纹产生的原因及预防措施

转子是汽轮机组最重要的部件之一,其工作状态比较复杂,因此产生裂纹的情况非常多,后果也很严重.文章主要对这些裂纹产生的原因进行了分析,同时提出处理方法和预防措施.     

载荷共享并联系统疲劳累积损伤可靠性模型

针对存在载荷传递、分担的并联系统,传统的并联系统可靠性模型已不适用.为了有效处理载荷共享并联系统的可靠性问题,首先分析了并联系统的相关失效,并分步计算并联系统可靠度,应用全概率公式和Miner理论对并联系统进行了疲劳累积损伤可靠性建模.其次,运用Monte Carlo方法对零件寿命服从Weibull分布的并联系统可靠度进行了模拟计算,同时对零件寿命服从对数正态分布的并联系统可靠度显式计算公式进行了推导.建立了变应力作用下并联系统疲劳累积损伤可靠性模型.     

基于ARMA的汽轮机转子振动故障序列的预测

汽轮机转子振动系统是一个确定性复杂系统,振动序列由多种频率成分的分量复合而成,建立尽可能完整与精确的系统振动数学模型是提取故障征兆信息及故障预测的保证．文中根据Bently实验台所采集的碰摩、松动、不对中和不平衡四种典型汽轮机转子振动故障水平方向与垂直方向的数据,剔除趋势项及周期项,所余的随机平稳噪声项经平稳性检验后,建立了汽轮机转子振动故障序列自回归滑移平均(ARMA)模型．计算结果表明,所建立的8个汽轮机转子振动故障ARMA模型一个半周期的预测值的平均误差μ均小于0．55μm,确定性因子r^2均大于0．9915,具有较高的预测精度,为进一步提取故障征兆信息及故障发展趋势预测提供了条件．     

基于最小一乘准则的非线性回归模型研究

给出基于最小一乘准则的非线性回归模型的参数估计算法。该算法利用泰勒级数和最小一乘准则的性质,得到模型的参数估计值。文中用实例验证了该算法的正确性和有效性,同时也证实了最小一乘的稳健性。     

基于分形关联维的汽轮机转子的振动故障诊断

采用Bently实验台模拟不同转速下碰摩、松动、不对中、不平衡几种常见汽轮机转子振动故障,进行实验研究．通过相空间重构理论,对满足随机分形统计自相似性的振动信号序列进行相空间重构,计算其分形关联维数,从而再现动力学特性．实验分析结果表明：碰摩故障时的分形关联维数最大,松动和不对中时的分形关联维数次之,不平衡时计算所得的分形关联维数最小;不同故障类型下的分形关联维数增量不同．因此,分形关联维数可以作为一种振动故障征兆加以提取．     

大型汽轮机转子动态热应力的数学模型

应用黄仙、倪维斗在《动力工程》第１５卷第６期提出的“复频法”建立了转子动态热应力（热或冷冲击问题）的精确数学模型。该模型改变了以往的转子热应力研究中，不论是有限元法还是解析法，均将问题作“拟静态”处理的思想。更深入地分析了大型汽轮机转子的热应力问题，并以离散相似法对大型汽轮机转子的动态热应力进行了数字仿真。结果表明转子动态热应力不能由“拟静态”热应力表示。在我国电网峰谷差日益扩大，大批２００ＭＷ机组参与调峰运行的情况下，转子动态热应力精确数学模型的建立，为统筹解决调峰机组的灵活、安全性提供了有力的数学工具。     

非线性转子的加速特性和力矩分析

本文经对一个柔性转子-SFDB(squccze film damper bearing,挤压油膜阻尼器轴承)系统通过共振时的瞬态响应进行试验研究和理论分析,认为:旋转角加速度的大小对此非线性转子通过共振时的跳跃现象的性质不产生明显影响,这说明,在实际的加速条件下,这一类转子系统通过共振时的跳跃现象是不能完全避免的.对上述转子系统通过共振时的力矩分析表明,由不平衡载荷等惯性力引起的惯性力矩是影响此系统通过共振时力矩变化的主要因素.