热循环条件下光纤连接器金锡焊点性能研究

针对光纤连接器在特殊环境应用中经受极端高温和极端低温交替变化,在焊缝处易产生疲劳裂纹、影响焊点可靠性的问题,建立了有限元模型,采用黏塑性本构方程描述金锡焊点的力学行为,模拟光纤连接器在服役过程中连接界面处的应力应变场,探究不同结构参数对焊点应力和变形的影响.结果发现:裂纹萌生的危险点位于下端面焊料层与可伐合金底座的交界面上,其累积非弹性应变值最大为1.22×10~(-3);裂纹往往由上下端面萌生,逐渐向中心扩展,最终贯穿焊料层.通过比较不同结构参数对焊点应力应变影响,发现当焊料层厚度为50μm,即底座孔内径为1.49mm,插针外径为1.39mm时,焊料层中应力和累积非弹性应变值最小,发生疲劳损伤的可能性也最小.     

Q235钢和16Mn钢接头超长寿命疲劳行为及疲劳寿命设计

使用自行研制超声疲劳试验系统对焊接接头进行超长寿命疲劳试验,对比了普通焊态焊接接头与超声冲击态焊接接头超长寿命区间的疲劳行为．研究结果表明：无论是焊态焊接接头还是超声冲击态焊接接头,其疲劳寿命S-N曲线均为连续下降曲线;焊态和超声冲击态焊接接头在1×10^7循环周次附近甚至1×10^9循环周次时接头试件仍然出现了断裂;对于不同焊后处理状态的焊接接头,分别给出了普通寿命区间和超长寿命区间（以1×10^7为疲劳寿命分界点）参考疲劳设计曲线,对今后焊接接头的疲劳寿命设计提出了建议．     

应力集中对2024铝合金高周疲劳寿命的影响

研究了2024铝合金常温下的高周疲劳性能,获得了2024铝合金在不同应力状态下的S-N曲线.分析了疲劳试样的断口形貌和裂纹萌生/扩展机理,以及疲劳试样的组织结构与疲劳性能之间的关系.结果表明,疲劳极限随着应力集中系数的增加而降低,当应力集中系数相同时,疲劳极限随着应力比的减小而降低;2024铝合金的疲劳断口以穿晶断裂为主;第二相颗粒起到了阻碍疲劳裂纹扩展的作用,使2024铝合金的高周疲劳强度得到了明显提高.     

聚乙烯吡咯烷酮-镱(Ⅲ)配合物与鲱鱼精DNA的相互作用

采用UV-vis光谱法,在pH=7．00环境中用摩尔比法确定了鲱鱼精DNA与镱（Yb）的结合比nDNA：nYb=1：3,表观摩尔吸光系数ε=7．52×10^3L·mol^-1·cm^-1,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）与鲱鱼精DNA-镱（Ⅲ）配合物（DNA（Yb）3）的结合比nPVP：nDNA（Yb）3=4：1,表观摩尔吸光系数ε=2．68×10^5·mol^-1·cm^-1。用双倒数法求得结合常数K^θ12℃=0．965×10^2L·mol^-1和K^θ22℃=0．218×10^2L·mol^-1,△H^θ,22℃=-1．04×10^5J·mol^-1,△rS^θm22℃=-3．27×10^2J·mol^-1·K^-1,△rG^θm22℃=-0．76×10^4J·mol^-1,该过程为焓驱动。确定了PVP—Yb（Ⅲ）与hsDNA之间为沟区作用方式。     

13.5～14.8 MeV能区中子引起的~(203)Tl(n，2n)~(202)Tl反应截面的测量

用活化法以^93Nb（n，2n）^92mNb反应截面作为中子注量的标准测量了13．5—14．8MeV中子引起的^203Tl（n，2n）^202Tl的反应截面值．14MeV中子由T（d，n）^4He反应得到，中子能量通过^93Nb（n，2n）^92mNb和^90Zr（n，2n）^89m＋9Zr截面比法测定．测得了分别由（13．5±0．3），（14．1±0．2），（14．8±0．3）MeV中子引起的^230Tl（n，2n）^202Tl反应截面值分别为（1829±83），（1884±109），（2016±105）mb．并与其他人的测量结果和JEFF-3．1评价数据库进行了比较．     

乘积系统（X1×X2×…×Xn，f1×f2×…×fn）的拓扑遍历性

记^-f=f1×f2×…×fn,^-Nn={1,2,…,n},^-X=X1×X2×…×Xn,本文给出了^-f是拓扑遍历的两个充要条件。若fi有POTP,Xi是连通的,i∈^-Nn,则^-f是拓扑遍历的27个等价条件被给出。讨论了^-f是拓扑遍历的一些充分条件和必要条件。设fi∈C^0（Xi,Xi）,Xi为紧度量空间,i∈^-Nn,证明了：①若^-f是拓扑遍历的,则^-f1,×…×^-fn：M（X1）×…×M（Xn）→M（X1）×…×M（Xn）是拓扑遍历的。②设（X∞^（j）,f∞^（j））为由{Xi^（j）,gi^（j）,fi^（j）}i=1^∞,生成的逆极限系统,j∈^Nn,则f∞^（1）×…×f∞^（n）为拓扑遍历的当且仅当^n∏j=1 fi^（j）（i=1,2,…）均为拓扑遍历的。③若存在j∈^Nn,使得对t∈^Nn且t≠j,fi均为拓扑混合的,则^-f是拓扑遍历的当且仅当fj是拓扑遍历的。     

跌落冲击载荷下POP封装动力特性研究

基于JEDEC标准,采用ABAQUS软件建立了具有5个POP封装组件的三维有限元模型,通过试验验证了模型的准确性,讨论了PCB板阻尼、焊点形状、焊点材料及焊点直径对该封装组件在跌落冲击过程中动态响应的影响.结果表明：POP封装组件关键焊点的最大法向拉应力随PCB阻尼和焊点直径的增大而减小;截顶球形焊点最大法向拉应力都大于柱形焊点的最大法向拉应力;无铅焊料焊点最大拉应力大于锡铅焊料焊点最大拉应力,而对于无铅焊料,角焊点最大拉应力随着含锡量的增加而减小.     

复合材料双面修理边缘裂纹铝合金厚板的静态和疲劳特性

通过静态和疲劳试验验证了复合材料双面胶接修理边缘裂纹铝合金厚板的效果。采用无损探伤方法考察了疲劳试验过程中铝合金结构裂纹长度与补片脱粘分布的关系。建立修理结构有限元模型,分析了胶层应力分布以及裂纹长度、补片脱粘情况对裂纹尖端应力强度因子的影响。结果表明:修理提高了破坏强度和疲劳寿命,降低了裂纹处应力水平及裂纹扩展速率;胶接面剪应力分布与疲劳试验检测脱粘扩展相匹配,成抛物线形;结构胶的粘接性能是影响修理效果的关键因素;在裂纹附近胶接面不脱粘的情况下,裂纹扩展速率较低,实际修理可通过控制脱粘范围的方法,将裂纹扩展速率维持在较低水平,提高修理效果。     

静态SHS陶瓷内衬复合喷嘴的抗热疲劳性能研究

陶瓷内衬复合管的热疲劳损伤机理不同于整体陶瓷材料,本文采用静态自蔓延法制备出陶瓷内衬复合喷嘴并进行了热疲劳性能试验,分析了影响陶瓷内衬复合管热疲劳性能的影响因素,试验表明复合管切割产生的缺口或裂纹是造成热疲劳损伤的重要原因,在热疲劳循环过程中形成的交变压应力的作用下,切割处的缺口或裂纹向里沿轴向扩展,造成热疲劳损伤和破坏.陶瓷层中的金属颗粒与陶瓷晶体之间的弱结合界面为裂纹扩展通道和内部起裂源,喷嘴的变口径处对热疲劳影响不大,通过改进生产工艺及配方,改善了内衬陶瓷层的抗热疲劳性能.     

16 MnR钢超高周疲劳性能实验

用超声振动疲劳技术研究了16MnR钢的高周与超高周疲劳性能。实验在室温下进行,应力比R=-1,频率20kHz,采用狗骨形试样。试验获得了16MnR钢在10^5～10^9范围内的疲劳寿命曲线（S-N曲线）,结果发现曲线呈缓慢下降趋势,在10^7周次以后,试样仍未发生疲劳破坏,不存在传统意义上的疲劳极限。用电子扫描电镜对16MnR的高周和超高周疲劳断口进行了微观观测,结果发现,疲劳裂纹萌生于试样表面,未观察到含铁材料通常在超高周实验中出现的“鱼眼”现象。     

低频与中高频荷载对结构钢及其焊接节点疲劳寿命的影响研究

钢结构的疲劳试验研究采用低频、中频和高频加载,疲劳寿命是否会有差别,或者怎样的差别？一直是试验者希望找到答案的问题。作者以结构钢及其焊接件为对象,对低频(30Hz以内)与中高频(100Hz左右)加载的疲劳试验数据(包括本文作者和其他学者)进行分析对比,研究低频与中高频加载对疲劳寿命的影响,疲劳试验涉及高强度Q460钢板及其对焊节点、普通强度Q345钢板对焊节点。研究发现低频与中高频加载的疲劳寿命有很大的差别,无论是钢材还是对焊节点,低频加载比中高频加载的疲劳寿命长或疲劳强度高。对这种现象的机理也作了解释。建议对承受低频的疲劳荷载的工程钢结构,其疲劳试验应切合实际地应采用低频疲劳试验机加载。若采用高于低频的疲劳试验机加载,则会显著地低估疲劳寿命。     

含表面梯度强化层的缺口样品疲劳起源寿命数值分析

以Tanaka和Mura的疲劳模型为基础,引入弹性应变能释放项,构建了新的适用于复杂载荷的疲劳模型.利用这一模型,结合表面梯度强化层的强度、模量和残余应力的梯度分布特征,对含表面梯度强化层的缺口样品的疲劳形核寿命分布及裂纹起源位置进行数值分析.分析结果表明:表面强化会增加样品的疲劳形核寿命,强化层厚度变化会改变裂纹形核位置.存在临界厚度,当强化层厚度小于临界厚度,裂纹形核于强化层与基体的界面;反之,形核于强化亚表层或表面.硬度比增加会导致临界厚度增加,过大的残余压应力会降低疲劳裂纹形核寿命.相同名义应力集中系数值(Kt)的样品在同一强化工艺处理后,其疲劳形核寿命和裂纹起源位置随样品缺口尺寸而改变.     

结构疲劳寿命及可靠度的神经网络预测方法

基于疲劳曲线,考虑应力范围的随机性,获得了结构疲劳寿命所服从的分布,计算出期望寿命的可靠度．采用人工神经网络后向传播BP模型,把应力范围与所期望的疲劳寿命作为输入节点,期望疲劳寿命的可靠度作为输出节点;或者把应力范围与所期望的可靠度作为输入节点,期望可靠度下的疲劳寿命作为输出节点,进行网络学习,建立应力范围、结构疲劳寿命及可靠度之间的关系,用于预测某应力范围下所期望可靠度的疲劳寿命,或者所期望疲劳寿命的可靠度．通过具体算例表明该方法正确,精度满足工程要求．     

Review of the fatigue behavior of hard coating–ductile substrate systems

Withthewideapplicationofcoatingmaterialsinaerospaceandotherfields,theirsafetyunderfatigueconditionsinserviceis im-portant.However,research on the fatigue properties of ceramic hard coatings started late,and a unified standard is yet to be established to eval-uate the fatigue life of hard coating–ductile substrate systems.Studies also present different opinions on whether coatings can improve or re-duce the fatigue life of substrates.In this paper,the influence of the properties of ceramic coatings on fatigue performance is reviewed,and the effects of coating on the mechanism of fatigue crack initiation in substrates are discussed,aiming to help readers understand the fatigue behavi-or of hard coating–ductile substrate systems.     

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％。     

复合材料层压板疲劳寿命预测方法

测定了碳纤维／树脂基T300／QY8911复合材料的3组典型单轴循环应力下的S-N曲线．基于试验数据，建立了多轴循环应力作用下单向板的寿命模型，并通过整合平面应力分析、失效分析和材料性质退化模块模拟多向层压板的疲劳失效过程．这种方法试图基于单向板在确定应力比下的疲劳试验结果，预测同种材料体系的任意铺层形式的多向层压板在复杂循环应力作用下的疲劳寿命．对于以分层破坏为主控因素的层压板，基于层间应力的计算结果，用计算面内累计损伤的方法计算分层损伤，层压板的寿命等于分层扩展寿命和分层后子层板剩余寿命之和．考虑分层扩展后，层压板的寿命预测结果得到明显改善．     

一种新的多轴疲劳寿命预测模型

基于SAE 1045中碳钢和40CrNiMo合金钢的疲劳试验结果,分别建立了单轴和多轴疲劳应变-寿命模型,寻求了两种模型的关系,发现:就所研究的两种材料而言,如果假设单轴疲劳应变-寿命模型(Manson-Coffin方程)中的疲劳强度指数和疲劳延性指数不变,而对疲劳强度系数乘以1.093 7、疲劳延性系数乘以0.751 2,以von Mises等效应变幅取代单轴拉压应变幅,则修正后的单轴模型等价于多轴模型。修正后的多轴疲劳寿命预测模型中,弹性线上移,塑性线下移的事实表明:对于同样大小的应变幅,单轴疲劳中的弹性应变分量大于多轴疲劳中的弹性应变分量,而单轴疲劳中的塑性应变分量小于多轴疲劳中的塑性应变分量。利用修正后的模型可以预测多轴疲劳寿命。     

连续管疲劳试验装置研制和实物试验研究

为了能比较真实地模拟连续管在实际作业工况条件下,即在弯曲和内压联合作用下的疲劳寿命,研制出了一套专门用来进行连续管低周疲劳寿命的实物试验装备。该装置可以在0￣70MPa的内压条件下测试直径范围为12.7￣88.9mm的连续管的疲劳寿命。通过对直径和壁厚为38.1mm×3.2mm的CT-80连续管进行初步实物试验,获得了连续管疲劳寿命(循环次数)与内压的关系曲线、连续管循环次数与胀径关系的曲线、连续管循环次数与椭圆度的关系曲线以及连续管循环次数与壁厚的关系曲线。实物试验结果与国际先进的软件预测结果一致。     

机械零件有限寿命的可靠性设计计算

本文论述机械产品工作到规定寿命时的疲劳强度可靠性设计方法。由于多数金属材料在规定寿命下的疲劳强度呈负偏态分布,故以往把它当作正态分布来处理将偏于不安全。用本文介绍的蒙特卡洛模拟法或图解法求解产品有限寿命的可靠度将更符合实际。     

铝合金薄板结构多模态随机振动疲劳分析

基于数值方法分析了铝合金薄板在共振和非共振状态下的动态响应,结合Dirlik疲劳寿命估算方法,确定振动应力是影响结构振动疲劳寿命的主要因素.利用数字图像相关技术,通过随机振动试验验证了数值计算动应力的准确性,研究了结构在多模态随机载荷激励下的振动特性,发现高阶模态载荷会影响结构振动疲劳损伤,引起结构振动疲劳寿命的急剧降低,并分析了产生这一现象的原因.