疲劳断裂几率、可靠性及寿命的计算

讨论了研究疲劳断裂的几个重要函数——疲劳断裂几率、可靠性及寿命,重点研究了金属的疲劳断裂几率.在详细的数学推导之后,给出了金属疲劳断裂几率即一个变上限复杂积分的近似解析函数表达式,并与计算机的数值曲线进行了比较.从而使疲劳断裂的统计理论具有了实际应用价值。     

一个估算疲劳寿命的解析公式

目的 推导出疲劳断裂概率,可靠性及疲劳寿命的近似解析表达式,使疲劳断裂的非平衡统计理论具有实际应用价值。方法 用非平衡统计理论的概念和方法,结合微观动力学,从微观机理出发进行严格的数学推导。结果 给出了各种情况下疲劳断裂概率、可靠性及疲劳寿命的近似解析表达式。结论 在不同情况下,虽然ｆ（Ｎ）的近似解析表达式需要采取不同的形式,但疲劳寿命可用一个解析表达式表示。     

基于JC方法计算构件疲劳断裂的可靠性

实际结构疫劳裂的可靠性分析,由于受到各种不确定因素的影响,难以得到各状态变量的概率分布形式,因此无法采用传统的可靠性理论计算其可靠度及失效概念。该文通过采用验算点方法并用实例说明,在工程实际中,能够同时考虑载荷、等非正态随机变量对疲劳裂纹扩展的影响,并能够在已知各状态变量的情况下,方便地计算可靠性指标与失效的概率值。该方法对研究实际结构的疲劳断裂破坏的可靠性及疲劳寿命具有较好的实用性。     

疲劳裂纹扩展的非平衡统计模型

为了研究金属中微观结构对疲劳裂纹扩展性能的影响，在建立的宏观与微观相结合的疲劳断裂非平衡统计理论中，考虑了材料微观结构因素， 得到了包括疲劳短裂纹及长裂纹的整个金属疲劳寿命的普话裂纹扩展速度公式，并和他人的理论结果进行了比较。     

桥梁缆索钢丝裂纹扩展速率预测及疲劳寿命计算

为给桥梁缆索钢丝疲劳性能分析提供简单有效的方法,根据钢丝的微观组织结构和相关试验数据的统计分析结果,建立了钢丝疲劳裂纹扩展速率预测模型,并给出了模型参数的计算方法.通过变载刻痕法在原状钢丝上获取了稳定扩展区的疲劳裂纹扩展速率,预测模型较好地描述了试验获取的数据和文献中近门槛值区域钢丝的疲劳裂纹扩展规律.在此基础上,通过断裂力学方法计算了新钢丝和腐蚀钢丝的疲劳寿命并与试验数据相比较,结果表明:钢丝腐蚀不会对疲劳裂纹扩展速率产生影响,仍可用未腐蚀钢丝的力学性能通过本文方法进行预测,腐蚀钢丝疲劳寿命的变化是由于初始裂纹尺寸发生改变而引起.对于新钢丝和轻微腐蚀钢丝,可采用等效初始裂纹法进行疲劳寿命计算;当钢丝腐蚀较为严重时,疲劳总寿命基本由裂纹扩展寿命构成,初始裂纹尺寸即为真实锈坑深度.鉴于蚀坑深度分布的随机性,宜采用最大蚀坑深度对腐蚀钢丝进行疲劳寿命计算.     

疲劳剩余寿命分布的当量关系及可靠性计算方法

通过大量试验分析了两级载荷作用下疲劳寿命分布参数的变化规律,研究了非恒幅循环载荷下的疲劳强度可靠性问题的特点及计算方法,通过对疲劳过程中剩余寿命分布规律的分析和研究,针对程序载荷作用下疲劳过程的物理本质,提出了一个以载荷循环数一疲劳寿命干涉模型为基础,以“损伤等效原则”计算不同载荷水平之间的当量循环次数,并充分考虑不同载荷历史下剩余寿命分布参数的变化的疲劳可靠性计算方法。     

基于改进裂纹扩展模型的船舶焊接结构疲劳寿命可靠性预报

摘要： 结合考虑应力比的改进Paris公式,推导焊接结构疲劳极限状态方程.采用数值积分方法求解疲劳裂纹扩展寿命,结合Monte Carlo模拟方法给出了船舶结构疲劳寿命可靠性预报的流程,并对某大型集装箱船甲板进行了疲劳寿命可靠性预报,讨论了各参数对预报结果的影响.结果显示,采用数值积分方法的计算结果与cycle-by-cycle方法的计算结果差别较小,而计算速度相比于cycle-by-cycle方法有显著提高.此外,改进Paris公式的应用可以减小预报结果的变异系数,初始裂纹尺寸对疲劳寿命及可靠性影响显著,最终裂纹尺寸则影响不大.文中所述数值积分方法和可靠性预报流程可为工程结构快速进行疲劳裂纹扩展寿命计算或疲劳寿命可靠性预报提供参考.     

疲劳裂纹扩展速率的统计分析及疲劳寿命的概率预测

通过对Paris模型的分析,得到m和logC的线性关系.试验结果的数据分析表明了m和C分别符合正态分布及对数正态分布,并运用统计结果对疲劳寿命进行了概率预测.     

疲劳剩余寿合分布的当量关系及可靠性计算方法

通过大量试验分析了两级载荷作用下疲劳寿命分布参数的变化规律，研究了非恒幅循环载荷下的疲劳强度可靠性问题的特点及计算方法。通过对疲劳过程中剩 余寿命分布规律的分析和研究，针对程序载荷作用下疲劳过程的物理本质，提出了一个以载荷循环数－疲劳寿命干涉模型为基础，以“损伤等效原则”计算不同载荷水平之间的当量循环次数，并充分考虑不同载荷历史下剩余寿命分布参数的变化的疲劳可靠性计算方法。     

模糊可靠性疲劳寿命的分析与计算

针对随机栽荷下构件疲劳寿命预估中的可靠性问题,在模糊累积损伤疲劳寿命计算模型的基础上,根据恒幅疲劳寿命的分布及试验参数,依可靠性理论,导出了恒幅载荷下构件的可靠度工作寿命的数学方程,从而建立了承受随机载荷的构件的模糊可靠度疲劳寿命计算模型,同时还导出了传统累积损伤计算方法下可靠度疲劳寿命计算模型。采用这两种模型,通过实测载荷谱,对构件的可靠度疲劳寿命进行了预估,并与实际安全寿命进行比较。结果表明,所建立的模糊可靠度疲劳寿命计算模型预估的安全寿命与实际安全寿命相当吻合,相对误差仅为2．12％,传统可靠度疲劳寿命计算模型的预估误差为99．27％。     

结构振动一次性失效的可靠度二维概率计算

讨论了结构一次性失效的可靠度计算方法，定义了结构在平稳随机激励下的响应一次性失效可靠度的概率表达式，并引入结构多点响应联合熵的概念，给出二维分布密度函数的形式。最后，对某类继电器的接触系统，计算了分布函数和可靠度。     

多元正态分布与椭球等高对称分布有关概率的计算

值得遵从多元正态分布和遵从椭球等高对称分布的随机向量在ｎ维空间Ｒ＾ｎ中的第一象限的概率积分值相等。     

结构可靠度计算的Neumann展开响应面法

当结构功能函数无法表达为随机变量的解析表达式时,响应面法是一种有效的可靠度计算方法,但该法在进行有限元数值试验时需进行多次确定性有限元分析,效率较低。提出一种改进的响应面法,即Neumann展开响应面法,该法通过引入Neumann级数展开式,可以有效缩短有限元数值试验时间,从而提高响应面法的计算效率。数值算例表明,结构刚度矩阵规模越大,Neumann展开响应面法的计算效率越高。     

机械零件模糊可靠度计算

本文讨论了机械设计模糊可靠度计算问题，提出一种模糊可靠度计算方法。该方法简便易行，并可应用到同一设计变量同时存在随机性和模糊性的情况。     

舰炮可靠性的极大似然估计

通过舰炮的功能分析,将舰炮视为由二项型单元和指数型单元构成的串联系统．在系统可靠性模型基础上,建立了系统可靠性修正极大似然估计方程．由此推导出利用单元可靠性信息计算系统可靠性下限的近似限通用公式．     

关于K氢原子能级移动的无参数计算

本文研究强相互作用下的Ｋ氢原子的能级移动,将从夸克层次得到了Ｋ＾＋Ｎ相互作用应用到Ｋ氢原子中,从散射长度得到能级移动。计算结果较好的与Ｋ氢原子的最新实验数据符合,因此本文的近似有一定的合理性。     

设计参数的概率设计计算

本文提出相关设计参数概率分析的变量变换方法,推导了正态设计变量情况下相关设计参数的概率计算公式;特别是对设计参数服从正态分布时,给出了设计参数可行性概率的简便计算公式。最后对W67Y-63t液压板料折弯机空心同步轴进行了静强度概率设计计算。     

载荷对双金属复合带锯条锯切寿命及断口特征的影响

研究了不同载荷条件对双金属复合带锯条的锯切寿命及断口特征的影响，结果表明：低载荷条件下，锯切寿命取决于背部材料疲劳性能，裂纹扩展初期呈沿晶开裂形貌特征；高载荷条件下，锯切寿命取决于齿部材料的耐磨性能，裂纹扩展初期呈穿晶准解理开裂形貌特征，这些现象均与氢脆有关。     

缝洞型油藏物质平衡方程计算方法研究

缝洞型油藏是一种复杂的特殊油藏,其物质平衡方程与常规油藏相比有较大差别。从油藏物质平衡基本原理出发,建立了缝洞型油藏物质平衡方程。与常规油藏物质平衡计算方法相比,该方法将考虑地层压力变化及弹性膨胀特征,并引入压缩系数概念。同时,考虑缝洞型油藏油与水两相因素,使得建立起的物质平衡方程,既可以表示地层弹性能释放的过程,又可以描述水侵现象。而且采用了相关曲线法求解,从而大大提高了缝洞型油藏储量计算精度。以某油田S缝洞单元为例。利用其生产动态数据对该新方法进行验证,计算结果表明,利用物质平衡计算新方法可以准确计算缝洞型油藏储量。     

船舶在横向横浪中的倾覆概率计算

探讨了对横风横浪合作用下的船舶运动及其倾覆概率计算。计算中海浪用ITTC推荐的海浪谱,风采用Davenport频谱描述,用迭代法求解等效线性化横运动微分方程。得到线性横摇响应值算子,由横摇极值的概率密度,计算出船舶在不稳定区内繁次横摇的倾覆概率。并给出了一个计算实例。