基于蒙特卡罗模拟方法的疲劳强度概率分布推断

在采用应力-强度干涉理论进行可靠性分析时,需要根据材料的现有疲劳实验数据,获得任意指定寿命下的疲劳强度概率分布.文中提出了一种疲劳寿命服从对数正态分布的疲劳强度概率分布数值模拟方法.该方法在有限寿命阶段内,根据两条已知的疲劳特性(P-S-N)曲线,重构任意存活率下的P-S-N曲线,进而运用蒙特卡罗技术推断任意指定寿命下的疲劳强度概率分布.以20Cr2Ni4A为例进行相关分析,结果表明,P-S-N曲线重构精度高,疲劳强度概率分布接受正态分布假设,模拟结果符合等同性原理和疲劳强度衰减理论.这说明文中方法是有效的.     

影响高强度钢疲劳强度的固有缺陷尺寸

文章推导出了影响高强度钢疲劳强度的固有缺陷尺寸与硬度和硬化指数之间的定量关系．通过大量公开发表的数据检验,表明其相对误差大多在±１０％以内．高强度钢的下限疲劳强度由固有缺陷尺寸所控制,而上限由滑移带裂纹尺寸所控制．强度越高,硬化指数越高,固有缺陷尺寸越大,则高强度钢的下限疲劳强度越低．提出的固有疲劳应力集中系数等于滑移带开裂的疲劳强度和实测疲劳强度之比,对于中低强度钢,其值接近于１;而对于高强度钢其值大于１,说明该系数越大,则硬度越高,材料对缺口越敏感．     

激光熔化处理提高42CrMo钢缺口疲劳强度的研究

研究了淬火＋中温回火和淬火＋高温回火及其激光表面熔化处理的４２ＣｒＭｏ钢的显微组织和旋转弯曲疲劳强度．结果表明，４２ＣｒＭｏ钢经淬火＋中温回火和淬火＋高温回火后分别获得回火托氏体和回火索氏体．再经激光熔化处理后，表层为熔凝层，其组织为树枝（Ｍ＋Ａ′）＋树枝间（Ｍ＋Ａ′＋Ｍ３Ｃ），Ａ′的体积百分数为１９．６％；次表层为固态相变层，其组织为Ｍ＋Ａ′，在近熔凝层处Ａ′的体积百分数高达３５．４％．淬火＋中温回火４２ＣｒＭｏ钢的疲劳强度σ－１、σ－１ｎ均高于淬火＋高温回火４２ＣｒＭｏ钢．对缺口进行激光熔化处理可以提高σ－１ｎ和降低缺口敏感度ｑ，疲劳裂纹源移至次表面     

表面滚压对渗碳钢缺口疲劳强度影响的研究

通过对渗碳钢试样缺口实施表面滚压以提高渗碳钢的缺口疲劳强度，并对提高作用的机理进行了探讨，试验结果表明，表面滚压可使渗碳钢缺口疲劳极限提高７８％～１２１％，达到１０００ＭＰａ以上，超过未滚压光滑试样的疲劳极限，其强化效果相当显著；在各种影响因素中，缺口处由表面滚压引入高的残余压应力是提高缺口疲劳强度的主导因素。     

混凝土泵车结构疲劳强度试验研究

本文以某公司设计生产的45 m混凝土泵车为研究对象,根据有限元计算结果,对其大应力部位进行了最危险工况动应力测试。同时根据大应力部位结构特点,采用疲劳试验机进行了该泵车高强钢角焊接试样疲劳试验,由疲劳试验结果绘制Goodman疲劳极限图。根据实测动应力及疲劳极限图对该泵车结构进行疲劳强度评估,并提出改进意见。本文研究方法也可用于其他难以获得载荷谱的机械结构疲劳强度评估。     

船体角焊缝疲劳强度的研究

叙述了对200多根模拟船体角焊缝构件进行疲劳强度试验，通过数理统计分析和比较，获得了一些有用的结果.为船体超差处理方法提供了理论依据，同时对其它角焊缝也有实用价值.     

拖拉机驾驶室振动疲劳强度的研究

本文通过电测应力、振动测试及有限元计算找出驾驶室的薄弱环节,并在振动试验台上进行疲劳试验验证。计算结果与试验结果吻合。     

机械零件的疲劳强度设计

根据现有的疲劳理论及Ｍｉｎｅｒ理论，定义了能反映影响疲劳损伤的主要因素的应力循环的一次循环的疲劳损伤量δ和零件的疲劳损伤累积强度Ｋ，建立了一种疲劳损伤累积理论的新表达方法。用该方法可以方便地进行常规疲劳计算，计算结果令人满意。     

拖拉机驾驶室疲劳强度分析

本文从振动疲劳强度角度分析拖拉机驾驶室的结构和受力特点,找出了疲劳强度薄弱的部位,从理论上估算的该部位疲劳寿命与试验结果接近.     

一种新型的疲劳强度预测模型

疲劳破坏是工程应用构件失效的最主要原因之一.但由于疲劳实验成本过高,有必要用力学性能对疲劳强度进行预测.基于真实应力应变曲线,建立了一种新型的疲劳强度预测模型,并运用这种模型计算疲劳强度,与“升降法”和Basquin公式计算的疲劳强度作对比.结果表明：该模型仅需通过抗拉强度和加工硬化强度就可得到材料的疲劳强度,并且适用于其他钢种,极大地节约了成本,精确度也较高.     

基体强度与氮化钢的疲劳

通过改变预处理回火温度，研究了基体强度对氮化钢渗氮件三点弯曲疲劳强度的影响。结果表明：硬基的光滑渗氮试样比软基者的σａ提高２２％，此增益归因于３种相关的因素延滞表面疲劳裂纹的萌生及其进入快速扩展阶段的有利作用。     

两种高强度钢丝低周疲劳寿命的研究

本文采用恒应变幅（△ε）低周疲劳试验方法，测定了高碳Ｐａｔｅｎｔｉｎｇ高强度钢丝和低碳ＬＡＨＳ钢丝的循环应力幅（△σ）和最大应力（σｍａｘ）与循环周次（Ｎ）之间的关系。研究了温形变处理对钢丝低周疲劳寿命的影响。得出，温形变处理可提高低周疲劳寿命３０％～３５％。对这类钢丝的低周疲劳损伤进行了评价。     

低碳钢电化学抛光表面形貌的统计学特性

采用试验和统计学方法研究了低碳钢在电化学抛光过程中，表面轮廓高度分布的概率密度函数和轮廓的自相关函数的变化．结果表明：随着电化学抛光的进行，概率密度函数分布呈现出平坦→陡峭→平坦的变化趋势，自相关函数呈现出随机→规律→随机的变化趋势；在特定的抛光阶段，概率密度函数分布变窄，自相关函数变化有明显的周期性；原始表面和完全电抛光表面呈现较强的随机性特征．     

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。     

预应力钢纤维高强混凝土特种轨枕的疲劳特性

采用双重和多重复合技术, 在预应力高强混凝土轨枕的基础上分别制备了预应力钢纤维高强混凝土和预应力钢纤维硅灰高强混凝土特种轨枕;在５００ ｋＮ 伺服液压疲劳试验机上测试了三个系列轨枕疲劳荷载时裂缝宽度和高度的变化规律．研究结果表明,由于钢纤维的阻裂效应,显著提高了高强混凝土轨枕的抗疲劳性能;再因硅灰的填充效应、微集料效应和火山灰效应改善了高强混凝土内部的微观结构,尤其是界面结构, 使预应力钢纤维高强混凝土轨枕的抗疲劳性能进一步提高．该轨枕不仅可用于特殊应力下承担复杂荷载,而且可带裂缝工作．     

高强韧低碳中锰钢的弯曲疲劳性能

利用GPS-100高频疲劳试验机,研究了高强韧低碳中锰钢的三点弯曲疲劳性能,绘制出S-N曲线并分析了疲劳断口特征,探讨了相变诱导塑性(TRIP)效应对试验钢疲劳性能的影响机理.结果表明:试验钢的条件疲劳极限为1006MPa,疲劳比为1.20;试验钢的疲劳裂纹源萌生于试样下表面靠近棱角的位置,疲劳裂纹扩展区存在大量的二次裂纹可有效降低主裂纹的扩展速率,提高试验钢的疲劳强度;瞬断区包含等轴韧窝和拉长的韧窝,是典型的韧性断裂.疲劳裂纹前沿微小塑性变形区内的残余奥氏体发生TRIP效应,吸收大量应变能,钝化裂纹,减缓裂纹的扩展速率,是试验钢疲劳性能优异的主要原因.     

微观结构尺寸对钢疲劳性能的影响

研究了超高强度钢 30 Cr Mn Si Ni2 A的微观结构尺寸对其疲劳性能的影响 .试验结果表明 :在淬火 低温回火状态下 ,这种钢的旋转弯曲疲劳极限σ- 1随其微观结构尺寸(原奥氏体晶粒或马氏体束径尺寸 )的减小而提高 ,且有关系式σ- 1=σ0 kd- 1/ 2 .这样 ,就可以通过测量钢的微观结构尺寸来估算其疲劳性能     

不同生产工艺对高强度弹簧钢夹杂物尺寸分布及疲劳性能的影响

采用两种不同的生产工艺生产弹簧钢以控制氧化物夹杂的性质和尺寸分布。研究发现,钢中酸溶铝含量的高低并不影响弹簧钢的奥氏体晶粒度,但明显影响钢材中的非金属夹杂物尺寸分布,从而影响高强度弹簧钢的疲劳性能。     

合金钢疲劳极限的快速测定

对１６Ｍｎ合金钢试作进行了旋转弯曲疲劳极限的快速测定。六根试作试验结果表明，该方法与传统的升降法所得到的结果相比，其相对误差均小于５％。该方法只需一二根试件，在二三个小时内就可测定出材料的疲劳极限，可快速地为机械的疲劳设计提供可靠的数据。