疲劳极限升降法中应力增量选取的讨论

本文采用计算机模拟的方法,通过对１０余种材料进行模拟分析得出：在用升降法测定材料的疲劳极限时,应力极差的选取范围在材料的疲劳极限的２％～６％之间比较合理,以及材料的分散性大小对结果精度有直接影响等重要结论。     

疲劳极限升降法中应力增量选取的讨论

本文采用计算机模拟的方法, 通过对１０ 余种材料进行模拟分析得出： 在用升降法测定材料的疲劳极限时, 应力级差的选取范围在材料的疲劳极限的２ ％ ～６ ％ 之间比较合理, 以及材料的分散性大小对结果精度有直接影响等重要结论     

升降法试验C-R-S曲线及疲劳极限研究

为获得安全可靠的疲劳极限,提出了处理升降法试验数据置信限-可靠度-应力(C-R-S)曲线方法.把升降法的应力水平和可靠度作为随机变量,进行了最优分布检验和参数估计,确定置信限,按三参数Weibull分布、采用最小二乘法拟合C-R-S曲线,获得具有一定置信限和可靠度的疲劳极限.通过38SiMnMo调质齿轮弯曲疲劳强度升降法试验,获得置信限为95%、可靠度为99%的弯曲疲劳极限应力为283.76MPa,位于GB3480极限应力框图内,表明该方法是可行的.     

缺口疲劳极限预测的半椭圆面积法

以受均匀拉应力作用下带贯通裂纹的无限大板裂纹尖端附近的应力场分析为基础，首次提出了一种预测缺口疲劳极限的半椭圆面积法，并通过大量的数值计算分析确定了半椭圆区域的大小,将这种方法分别应用于带不同直径圆孔的无限大板的疲劳极限预测，并与临界距离的点法、线法和面法及Peterson公式计算结果进行了比较，验证了该方法的有效性．     

600MPa级汽车大梁钢疲劳极限确定和疲劳断裂原因分析

为确定薄板坯连铸连轧(flexible thin slab rolling,FTSR)短流程生产线生产的600 MPa级汽车大梁钢是否满足装车要求,利用升降法研究了汽车大梁钢的抗疲劳性能。研究结果表明,采用对数试验应力-对数疲劳寿命拟合的方法要优于直接采用试验应力-疲劳寿命,计算得到了不同存活率下的P-S-N曲线,由图得到疲劳极限强度为294 MPa,经过数值计算得到的疲劳极限强度为287. 1 MPa。采用扫描电子显微镜对疲劳试样进行了断口分析,发现疲劳断裂为韧性断裂,夹杂物为裂纹的起源,结合试验钢的性能指标和装车试用考核结果,确认FTSR生产线开发的600 MPa级汽车大梁钢满足装车使用要求。     

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。     

基于疲劳极限的振动时效激振力的选择

为振动时效激振力的选择提供依据,分析了有残余应力存在的构件在振动时效时的受力类型和特性.通过绘制Goodman受力范围图,确定了振动时效应力幅值与残余应力、屈服强度、对称循环应力作用下材料的疲劳极限之间的关系.当振动时效时机械偏心激振装置的激振力产生的应力振幅σa≤(1-σm/sσ)σ-1时,振动时效不损伤构件,并能取得良好的时效效果.     

浅谈有机玻璃的特性及制作工艺

有机玻璃具有质轻、价廉,易于成型等优点。它的成型方法有浇铸,射出成型,机械加工、热成型等。尤其是射出成型,可以大批量生产,制程简单,成本低。因此,它的应用日趋广泛,目前它广泛用于仪器仪表零件、汽车车灯、光学镜片、透明管道等。本文主要论述了有机玻璃的特点其制作工艺。     

表面强化钢的条件接触疲劳极限的预测方程

对多种钢经各种表面强化如渗碳、渗氮、碳氮共渗、高频淬火等后,获得不同强化层深度、表面和心部不同硬度以及表面不同残余奥氏体级别的试件,进行快速法测定10~7时的条件接触疲劳极限,将疲劳极限σ_(km)与层深 D、硬度梯度 m,残余奥氏体级别 R 之间关系进行多元回归处理,建立σ_(km)与 D、m、R 之同的关系:σ_(km)=A_0+A_1D+A_2m+A_3R.利用它,只要已知 D、m、R 值,即可预测σ_(km)。     

残余应力场中材料的疲劳行为

从平均应力和断裂力学的观点评述了残余应力对材料疲劳极限的影响。讨论了在残余压应力场中无限疲劳设计时疲劳极限的确定和有限疲劳设计时疲劳寿命的预测的判据。     

压痕对车轴钢疲劳极限的影响

利用硬度计在光滑沙漏状车轴钢疲劳试样上制造压痕,同时利用电火花在试样上加工缺陷,通过疲劳试验研究两种缺陷尺寸与试样疲劳极限之间的关系。将两类试样的测试结果和基于材料硬度、缺陷投影面积的Murakami模型计算结果进行对比。利用扫描电镜观察试样疲劳断口。结果表明,与计算结果相比较,压痕局部塑性变形导致的加工硬化和残余应力对试样的疲劳强度没有影响,裂纹依然从应力集中最大的压痕底部起裂。电火花缺陷表面粗糙度较大引起二次缺口效应,表面硬脆的重铸白层上还有微孔和微裂纹存在,导致此类试样疲劳强度低于模型计算结果,裂纹从电火花缺口底部多处萌生。     

孔挤压强化有限元分析及疲劳寿命估算

目前孔挤压强化过程仿真方面的文献主要是对于残余应力的分析,疲劳寿命主要由试验测量得到,对疲劳寿命的估算较少。通过三维非线性有限元方法,对7075铝合金芯棒和衬套挤压强化过程进行了仿真。分析了不同强化方法强化后的残余应力分布。在残余应力分析的基础上,估算了循环载荷下不强化、芯棒挤压和衬套挤压强化后元件的疲劳寿命;并与相应的试验数据进行了对比。结果表明,疲劳寿命估算结果与试验结果基本一致,估算方法可行。     

疲劳极限以下小载荷的强化和损伤试验

以某变速箱圆柱齿轮单齿弯曲为例,对疲劳极限以下小载荷的强化和损伤进行了试验研究.结果表明,疲劳极限以下的小载荷对疲劳寿命、疲劳强度和静强度均具有强化作用;一定范围内的小载荷作用一定的次数才能体现出强化效果;循环载荷谱中小载荷虽有一定的强化作用,但强化效果有所下降;循环载荷谱中小载荷循环次数增加,其强化效果随之增加;高载荷造成损伤后,原来具有强化作用的小载荷失去了强化效果,但更低的小载荷却体现出一定的强化效果;小载荷强化的原因是材料的微观组织得到强化和改善.     

K型管节点焊接残余应力及其对应力集中系数的影响

采用有限元软件ANSYS,以K型管节点为研究对象,利用生死单元技术,模拟焊接过程和退火处理过程,研究管节点的焊接残余应力,得到焊接温度场和应力场的分布。分别对考虑焊接残余应力与不考虑焊接残余应力而只考虑焊缝对结构影响的管节点模型施加轴向载荷,计算这两种模型的热点应力集中系数,得到焊接残余应力对管节点应力集中系数的影响。结果表明:对焊接管节点进行退火处理可以显著降低焊接残余应力,降低发生变形和断裂失效的风险,大幅度提高管节点的安全性能;管节点结构中热点位置及热点应力集中系数与尺寸参数、载荷类型、加载方式、焊缝结构等有关。     

某型飞机前起后接头连接区疲劳寿命分析

某型飞机前起落架后接头连接区为疲劳危险部位,必须准确地估计疲劳寿命。在对该连接件的有限元细节应力分析的基础上,计算应力集中系数Kt,用应力严重系数(SSF)法筛选该部件上的危险部位并且计算SSF。然后分别应用Miner损伤累积法则、修正Miner损伤累积法则计算出该部件的寿命。采用SSF和修正Miner损伤累积法则组合进行估算寿命精度较高。估算结果与试验结果吻合较好,为该型飞机的定寿提供了依据。     

弹塑性有限元和刚体极限平衡法混合分析土坡稳定

利用弹塑性有限元法分析成果，采用刚体极限平衡法分析土坡稳定，不仅考虑了土体应力-应变非线性关系。同时能很方便计算土坡稳定的安全系数。避免了刚体极限平衡法单独计算时需要反复试算的过程，因而能够发挥有限元和刚体极限平衡法各自的优点。     

基于三维极限分析法的GIM和SRM边坡安全系数计算结果对比

基于三维牛角转动破坏模型的三维极限分析上限理论,建立了考虑坡顶倾角的边坡功率平衡方程,基于MATHEMATICA软件采用带有约束条件的穷举法优化求解了边坡安全系数最小值,在考虑参数c/γH、内摩擦角φ、坡顶倾角α和边坡倾角β的情况下,定量对比分析了强度折减法(SRM)和容重增加法(GIM)计算的边坡安全系数。结果表明,边坡安全系数等于1时,GIM和SRM计算结果接近且近似都等于1;边坡安全系数大于1时,GIM计算结果大于SRM;边坡安全系数小于1时,SRM计算结果大于GIM;边坡安全系数小于1.2以下的稳定边坡,GIM和SRM法计算结果无明显差异。     

弹性混凝土与钢组合梁的疲劳性能分析及寿命预测

基于8个组合梁试件的疲劳试验结果,采用有限元计算与名义应力法相结合的方法,提出用于模拟滑移和疲劳破坏过程的精细有限元模型和计算方法.研究了混凝土中不同橡胶掺量对组合梁极限承载力、最大滑移、栓钉应力及破坏特征的影响,得到相应的应力-疲劳寿命曲线.结果表明,简支组合梁的疲劳破坏首先发生在端部栓钉,破坏过程为栓钉依次断裂.虽然疲劳断裂为脆性破坏,但组合梁在疲劳荷载作用下的整体破坏具有一定的延性.使用弹性混凝土代替普通混凝土后,组合梁的极限承载力和刚度略有降低,但延性有所提高;当橡胶掺量为5%,10%和15%时,疲劳寿命分别提高约15%,64%和125%.基于非线性数值分析得到的组合梁极限承载力和疲劳寿命与试验所测结果吻合较好,为组合梁的抗疲劳设计提供了参考.