压力容器低周疲劳寿命的损伤力学理论研究

采用材料延性指标（断面收缩率ψ）定义了一种疲劳损伤变量Ｄψ，并将该损伤变量应用于１６ＭｎＲ压力容器用钢疲劳损伤的研究，提出了一种新的压力容器低周疲劳寿命预测的损伤力学理论，研究结果表明，本文建立的损伤力学方法比局部应力应变法更接近实验结果。     

基于时域波形再现技术的车架焊缝疲劳寿命研究

为从试车场载荷谱中提取动载荷以准确预测车架焊缝疲劳寿命,采集试验车辆关键位置在试车场道路的时域载荷;对车架柔性化处理后,利用动力学分析软件LMS Virtual Lab搭建整车刚柔耦合多体动力学模型;基于时域波形再现技术,对目标信号进行虚拟迭代,求得目标位置垂向位移驱动信号;将驱动信号输入整车刚柔耦合多体动力学模型,分解关键连接点的动态载荷谱;基于线性疲劳累积损伤理论和Volvo法,结合目标连接点的动态载荷谱,预测目标位置焊缝的疲劳寿命;通过优化第三横梁和纵梁的连接形式使焊缝疲劳寿命提升近4倍。     

基于疲劳损伤累积假说的滚动轴承疲劳寿命计算

根据疲劳损伤累积假说,对接触疲劳强度的下降导致轴承受损失效的主要原因进行讨论,以定量确定受损伤滚动轴承的剩余寿命和许用当量动负荷。     

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)。     

基于ASME AG-1规范的核岛主控室暖通风管隔振吊架系统的有限元谱分析及其抗震评定

采用壳单元、空间梁单元、三维等参元、阻尼弹簧单元和集中质量单元对某核岛主控室的暖通风管隔振吊架系统建立有限元模型。首先进行隔振评定、正常工况应力分析和模态分析,然后进行多点地震响应谱分析,最后基于ASME AG-1规范,对板壳型和线型构件的强度与刚度进行分类评定。结果表明,不同工况的谱分析结果与其载荷谱值几乎成比例关系,不同阻尼比系数对谱分析结果影响甚微,只对共振起到不同的抑制作用。为避免谱分析时遗漏重要模态,必须检查并确保模态参与质量总和超过90%。该方法对核岛厂房HVAC设备的隔振设计与抗震评定有参考价值。     

基于可靠性理论的桅杆焊缝风振疲劳分析

根据某一地区风荷载的分布规律 ,得到不同方向不同风速的累积时间 ,模拟风压脉动时程曲线 ;建立桅杆结构的空间有限元模型 ,计算结构在风荷载作用下的响应 ;得到不同方向不同风速作用下纤绳节点板焊缝的应力循环次数和应力幅 ;根据Miner线性累积损伤准则 ,得到总应力循环次数和等效应力 ;以节点焊缝的极限疲劳循环次数作为随机变量 ,基于可靠性理论 ,计算得到不同服役期节点焊缝的疲劳可靠性 .     

基于ANSYS的剪切机推链疲劳寿命研究

结合疲劳寿命预测的相关理论,根据经验公式估算出零件S-N曲线．拆分剪切机推链成链轴和外链板模型与内套和内链板模型,利用ANSYS的疲劳寿命分析模块分析了推链的受力和疲劳寿命情况,得出了推链内套、链轴、内链板、外链板的应力和疲劳寿命云图,其中链板内孔附近是推链的薄弱区域,外链板只能承受7．3594万次推压,而内链板能承受21．243万次推压．     

用低周疲劳裂纹扩展理论估算压力容器的有效寿命

本文依压力容器的工作特点,应用断裂力学中低周疲劳裂纹扩展理论对压力容器的有效寿命进行了估算,为压力容器的选材和设计提供必要的理论依据.     

提高钳夹疲劳寿命的研究

尖嘴钳夹是某些机械手上的一个关键零件,使用寿命很短.本文通过失效分析,查明其疲劳断裂的原因是预变形时在钳夹臂的内侧表面留下了+(30-50)公斤力/毫米~2的拉伸残余应力.提出五个试验方案,试验结果表明:20CrMnTi钢钳夹经薄层渗碳或单面渗碳后,再经分级加力预变形,可在钳夹臂的危险截面处获得-(15-20)公斤力/毫米~2的压缩残余应力,使用寿命提高到500万次以上尚可正常工作.     

某油轮基于共同规范疲劳评估及网格精度

基于共同规范(JTP)的相关规定,针对某油轮建立三舱段有限元模型,采用热点应力法对内底和边舱斜板之间折角处进行了疲劳评估.分析表明,共同规范对于油轮疲劳强度的要求偏于安全,达到了制定共同规范的目的.由于折角处局部应力集中,应力范围计算结果依赖于有限元分析的网格精度,从而影响疲劳评估的结果.文中对于局部模型采用不同网格精度,分析了不同网格尺寸对热点处应力范围及疲劳寿命的影响.研究表明,共同规范对于热点局部区域网格精度的要求是合理的.     

凹陷式平封头过渡回角的应力集中系数

采用有限单元法研究凹陷式平封头过渡圆角处的应力分布规律，并求出应力集中系数的简化计算式．     

基于断裂力学的锚拉板疲劳寿命评估

为研究斜拉桥锚拉板结构的疲劳性能,以一座叠合梁斜拉桥为例,采用最新钢桥规范的疲劳荷载模型加载并按雨流法处理计算了疲劳荷载谱,结合空间实体有限元模型,识别了锚拉板的典型构造细节并获得疲劳应力谱;在典型构造细节处引入初始表面裂纹,计算了裂纹尖端的应力强度因子,回归分析得到应力强度因子与裂纹尺寸的关系式,代入Paris公式积分得到了各典型构造细节的疲劳寿命,从而建立了基于断裂力学的锚拉板疲劳寿命分析方法.研究结果表明:基于断裂力学方法得到的锚拉板疲劳寿命超过了100年,满足设计及使用要求;裂纹初期扩展很慢,当尺寸达到10mm时,已消耗了60%~80%的疲劳寿命,应及时加以补强.     

EH36钢焊接接头在超长寿命区间的疲劳性能

采用自行研制的TJu．HJ—I型超声疲劳试验装置对EH36钢无余高焊接接头在超长寿命区间的疲劳性能进行研究．试验结果表明：在10^7循环周次以后试件仍然会在焊接接头发生断裂,并且s—N曲线仍呈下降趋势,没有出现传统意义上的疲劳极限．尽管不存在余高,焊接接头表面不存在应力集中,但是大部分试件仍然在焊接接头处断裂．通过扫描电子显微镜分析断口可以观察到,裂纹源大部分处于表面机械加工微痕及次表面微观缺陷处．另外,焊接接头中缺陷引起的“鱼眼”与母材中的“鱼眼”并不完全相同,前者的鱼眼中不存在视觉黑暗区．     

铆接钢桥剩余寿命与使用安全评估实例

将确定性与概率性评估方法应用于上海市浙江路桥剩余寿命安全评估．基于Monte-Carb法实NT应力谱模拟．按Miner准则估算了构件检测优先级．采用简化断裂力学模型计算了剩余寿命与探测间隔．在合理确定随机变量参数取值和目标可靠度基础上，应用Monte-Carlo法实NT桥构件和结构系统疲劳可靠度计算，并确定了概率性探测间隔．评估结果表明，结构系统疲劳可靠度、探测间隔要比单个构件的低．确定性与概率性评估结果为该桥维护决策提供了依据．     

缠绕式容器的疲劳分析与实验研究

本文研究了缠绕层对内筒含穿透裂纹的容器疲劳扩展速率的影响。结果表明：即使在等壁厚、等裂纹长度、等应力的条件下，内筒含穿透裂纹的缠绕式容器的裂纹扩展速率也明显小于单层容器的裂纹扩展速率，缠绕层数越多，上述作用越显著。本文还得出了缠绕式容器的鼓胀系数计算式。揭示了：压力容器或高压管道只要适当缠绕几层扁平钢带，其疲劳、断裂性能就可较显著地得到改善。     

临界距离理论评定焊接接头疲劳寿命的研究

研究局部法应用于焊接接头疲劳评定的有效性和适应性.基于Taylor的临界距离理论,引入开裂部位的当量应力,它由有限元计算得到.针对钢质与铝质十字接头的疲劳数据进行分析,承载型十字接头的疲劳裂纹源于焊趾或焊根,由当量应力的大小所预测的开裂部位与实验结果相符.对疲劳裂纹源于焊趾部位的承载与非承载型十字接头,以焊趾部位的当量应力作为控制应力,此时疲劳数据的离散程度低,可望将焊趾开裂十字接头的疲劳强度以及S-N曲线统一表示.对疲劳裂纹产生于焊根的承载型十字接头,将焊根部位的当量应力作为控制应力,疲劳数据的分散度较大,与名义应力法相当,此时,局部法的有效性值得进一步考察.     

荷载频率对结构钢及其焊接节点疲劳寿命的影响

钢结构的高周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有怎样的差别一直是试验者希望找到答案的问题。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(包括作者和其他学者成果)进行分析对比,研究低频与中高频加载对疲劳寿命的影响,疲劳试验涉及高强钢Q460板材及其对焊节点、普钢Q345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。对这种现象的机理进行解释。建议对承受低频疲劳荷载的工程钢结构,其疲劳试验应符合实际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。     

Effect of Welded Residual Stresses on the Fatigue Life of Structural Components in Two-dimensional State

ＥｆｅｃｔｏｆＷｅｌｄｅｄＲｅｓｉｄｕａｌＳｔｒｅｓｅｓｏｎｔｈｅＦａｔｉｇｕｅＬｉｆｅｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎＴｗｏ┐ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＳｔａｔｅＦａｎＱｉｎｓｈａｎ（范钦珊），ＣｈｅｎＷｅｎ（陈文），ＺｈａｎｇＢｉｎ（...     

基于Workbench防冲刺短节疲劳寿命分析

在井控作业中,高速、高压流体冲击防冲刺短节,产生脉动循环冲击载荷,易产生冲击疲劳.通过疲劳寿命理论计算得出防冲蚀短节满足疲劳强度要求.然后,根据材料的S-N曲线,通过ANSYS Workbench多物理场耦合分析平台完成对防冲刺短节流固耦合分析,得到作用于防冲刺短节的载荷谱.利用Ncode DsignLife疲劳分析方法对防冲刺短节进行疲劳寿命数值模拟,采用疲劳安全系数作为疲劳强度失效评价标准,得到防冲刺短节关键区域安全系数均大于1,满足其疲劳强度设计要求,且安全系数云图与应力云图分布位置相同,说明数模结果具有一定指导意义.