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Nonproportional Low Cycle Fatigue for 316L Stainless Steel
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《Journal of Modern Transportation》 1997年第2期2-8,共7页
A series of tests are performed for 316L stainless steel under multiaxial nonproportional low cycle fatigue(LCF). The microstructures of the steel in the process of nonproportional LCF are observed with transmissio... A series of tests are performed for 316L stainless steel under multiaxial nonproportional low cycle fatigue(LCF). The microstructures of the steel in the process of nonproportional LCF are observed with transmission electron microscopy (TEM). Based on macroscopic and microscopic experiments, the micromechanism of additional hardening and the decrease in LCF life under nonproportional cyclic loading are studied. The results of the tests indicate that 316L stainless steel obviously exhibits nonproportional cyclic additional hardening, which is mainly due to rotation of maximum shear stress plane during the LCF under nonproportional cyclic loading. 展开更多
关键词 nonproportional loading low cycle fatigue micromechanism fatigue
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基于滞回环数据的42CrMo高强度钢低周扭转疲劳性能分析
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作者 邢文松 龙震海 黄杰 《兵工学报》 北大核心 2025年第1期315-322,共8页
滞回环是低周塑性加载过程中连续监测到的应力-应变数据环,包含丰富的材料疲劳损伤累积信息。但由于滞回环数据采集、特征提取及分析等方面存在困难,相关研究报道较少。为深入评估42CrMo高强度钢低周扭转疲劳性能,提出基于滞回环特征数... 滞回环是低周塑性加载过程中连续监测到的应力-应变数据环,包含丰富的材料疲劳损伤累积信息。但由于滞回环数据采集、特征提取及分析等方面存在困难,相关研究报道较少。为深入评估42CrMo高强度钢低周扭转疲劳性能,提出基于滞回环特征数据的疲劳试验分析方法。采用扭转疲劳试验机获取材料的滞回环数据,设计特征提取算法获得循环应力、剪切模量、残余应力和塑性应变等随加载周期的演化规律以及材料的循环软化特性;通过试验设计及分析证实42CrMo材料不满足Masing特性,并且加载应变幅越大,非Masing特性越显著;通过低周扭转疲劳试验数据分析材料的循环应力-应变关系特性和应变-寿命关系特性,计算得到剪切模量G、循环强度系数K′、循环应变硬化指数n′、疲劳强度指数b、疲劳强度系数τ′f、疲劳延性指数c、疲劳延性系数γ′f等。基于滞回环特征数据的疲劳试验分析方法,充分利用扭转疲劳试验中间大量加载滞回环数据提取每一周期的滞回环特征,用丰富的分析数据描述材料疲劳性能。 展开更多
关键词 42CrMo高强度钢 低周扭转疲劳 滞回环 特征提取
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某船用高强钢低周疲劳裂纹扩展及裂尖塑性区演化的试验与仿真方法研究
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作者 刘洪瑞 乐京霞 +1 位作者 徐志亭 蒋怡然 《船舶力学》 北大核心 2025年第1期98-109,共12页
船体结构的断裂破坏往往是低周疲劳与累积塑性两种破坏模式共同作用的结果。为研究某船用高强钢考虑累积塑性作用的低周疲劳裂纹扩展行为及塑性区尺寸,本文根据ASTME647标准进行某船用高强钢CT试件在拉-拉循环载荷作用下低周疲劳裂纹扩... 船体结构的断裂破坏往往是低周疲劳与累积塑性两种破坏模式共同作用的结果。为研究某船用高强钢考虑累积塑性作用的低周疲劳裂纹扩展行为及塑性区尺寸,本文根据ASTME647标准进行某船用高强钢CT试件在拉-拉循环载荷作用下低周疲劳裂纹扩展试验,并采用DIC方法测量不同裂纹长度下的裂尖塑性区尺寸。随后,通过引入Chaboche模型,建立扩展有限元仿真方法,得到裂尖塑性区尺寸,探究不同载荷因素对塑性区尺寸的影响,并基于试验数据进行方法有效性验证。最后,基于有限元计算结果和Irwin模型,提出一种考虑累积塑性应变的裂尖塑性区尺寸预估模型,并建立基于循环塑性区尺寸的裂纹扩展速率模型。 展开更多
关键词 塑性区尺寸 Chaboche组合硬化模型 低周疲劳 裂纹扩展
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基于格点型有限体积法的船用柴油机受热零件低周热疲劳寿命估计
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作者 刘杰 《内燃机与配件》 2025年第6期38-40,共3页
为精准掌握零件在应用中的热疲劳性能,规范受热零件的运维管理,引进格点型有限体积法,以某船用柴油机为例,开展受热零件低周热疲劳寿命估计方法的设计研究。利用网格划分技术,进行热传导方程的离散化形式表达,建立零件低周热疲劳数值模... 为精准掌握零件在应用中的热疲劳性能,规范受热零件的运维管理,引进格点型有限体积法,以某船用柴油机为例,开展受热零件低周热疲劳寿命估计方法的设计研究。利用网格划分技术,进行热传导方程的离散化形式表达,建立零件低周热疲劳数值模型;求解船用柴油机零件的温度场,计算零件受热状态下的热应力与应变;引进应变-寿命方程,进行低周热疲劳寿命的估算与修正。对比实验结果表明:设计的方法不仅可以实现对受热零件低周热疲劳剩余寿命的准确估计,还可以得到相对精准的热应变值。 展开更多
关键词 格点型有限体积法 寿命估计 低周热疲劳 受热零件 船用柴油机
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再制造航空发动机涡轮盘LCF寿命预测研究 被引量:4
5
作者 王常浩 刘淑杰 +1 位作者 王轶凡 张洪潮 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期366-371,共6页
针对缺乏航空发动机再制造涡轮盘低周疲劳(low cycle fatigue,LCF)参数数据,无法直接利用传统寿命预测方法进行再制造涡轮盘LCF寿命预测的现状,考虑疲劳极限与疲劳寿命的关系,提出利用再制造涡轮盘寿命修正系数,对通过有限元应力-应变... 针对缺乏航空发动机再制造涡轮盘低周疲劳(low cycle fatigue,LCF)参数数据,无法直接利用传统寿命预测方法进行再制造涡轮盘LCF寿命预测的现状,考虑疲劳极限与疲劳寿命的关系,提出利用再制造涡轮盘寿命修正系数,对通过有限元应力-应变分析及局部应力-应变法得到的寿命预测结果进行修正的方法,实现再制造涡轮盘寿命预测.最后将预测结果与相关试验结果进行对比,证明预测结果具有一定准确性. 展开更多
关键词 再制造涡轮盘 疲劳寿命修正系数 局部应力-应变法 低周疲劳寿命预测
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热冲击高强钢焊接接头的低周疲劳及断裂机理研究 被引量:1
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作者 乐美玉 杨耀宁 欧振敏 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期120-125,共6页
为了研究热冲击下高强钢焊接接头的低周疲劳性能及断裂机理,用电弧焊焊接Q345结构钢,分别在-20~400℃、-40~650℃、-60~900℃下对焊接接头进行循环冲击,用疲劳试验机加载低周疲劳载荷,分析热冲击温度对低周疲劳性能及疲劳强度的影响,并... 为了研究热冲击下高强钢焊接接头的低周疲劳性能及断裂机理,用电弧焊焊接Q345结构钢,分别在-20~400℃、-40~650℃、-60~900℃下对焊接接头进行循环冲击,用疲劳试验机加载低周疲劳载荷,分析热冲击温度对低周疲劳性能及疲劳强度的影响,并用扫描电子显微镜等分析焊接接头的断裂机理。结果表明:相同疲劳加载次数下,焊接接头的总应变幅值随热冲击循环次数的增加匀速下降;相同热冲击循环次数下,疲劳加载次数越多,焊接接头的应变幅值越小;相同疲劳加载次数和相同热冲击循环次数下,随冲击温度范围的扩大,焊接接头的总应变幅值逐渐减小,但总应变幅值整体变化与冲击温度范围正相关。 展开更多
关键词 高强钢 焊接接头 热冲击 低周疲劳 断裂机理 抗压强度
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基于长标距光纤光栅传感技术的智能碳纤维筋性能研究
7
作者 邓朗妮 刘雁冰 +3 位作者 李华 邹易清 石伟 廖羚 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2815-2826,共12页
光纤光栅(FBG)传感技术以其抗干扰、传感与传输一体化等优点,成为CFRP拉索智能监测重点研究方向之一。然而,传统CFRP拉索智能监测属于点式或局部传感,难以满足服役全时感知及高量程监测需求。因此,提出将长标距FBG传感技术与螺旋倾斜式... 光纤光栅(FBG)传感技术以其抗干扰、传感与传输一体化等优点,成为CFRP拉索智能监测重点研究方向之一。然而,传统CFRP拉索智能监测属于点式或局部传感,难以满足服役全时感知及高量程监测需求。因此,提出将长标距FBG传感技术与螺旋倾斜式技术复合,研制一种智能CFRP筋,并通过循环静力拉伸、低周疲劳(高应力状态下)与极限静力拉伸试验,探究各试验条件下智能CFRP筋的力学及传感性能和试验后性能损失情况。试验表明:智能CFRP筋应变传感性能在不同工况(15 kN、42 kN)下3次循环拉伸的线性相关系数均大于0.99,说明智能CFRP筋应变传感性能较好,具有可重复性,同时将FBG监测值与应变片监测值进行对比,表现出较好的吻合性。低周疲劳试验过程中FBG监测值与疲劳荷载变化规律一致,且监测值与理论应变上下限误差少于8%,试验过程中未出现数据异常、应变感知迟滞等现象,FBG存活率达到100%,验证了智能CFRP筋良好的应变传感性能,可实现智能CFRP筋轴向动应变的监测。在极限静力拉伸试验中,FBG最大波长变化量达13 454 pm,监测应变达到了11 000με以上,可实现智能CFRP筋更大量程应变的监测。经过3次循环静力拉伸和低周疲劳试验后智能CFRP筋的FBG监测值线性相关系数相比对照组试件有所提高,智能CFRP筋极限荷载有所降低,FBG应变监测量程受影响较小,前期试验主要对智能CFRP筋筋材造成了累积损伤。试验结果可为CFRP拉索智能监测的理论设计和研究提供重要的依据。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 碳纤维复合材料 拉伸试验 低周疲劳 应变传感
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汽轮机叶片在电气短路故障下的动响应分析
8
作者 马义良 田硕 +1 位作者 李宇峰 武芏茳 《汽轮机技术》 北大核心 2024年第4期249-252,311,共5页
基于电气短路故障分析了汽轮机低压叶片转子系统的静应力、固有频率以及电磁激振力下的动响应,得到了末级叶片的峰值合应力,采用Neuber理论和材料的循环应力应变关系计算了末级叶片的真实应变,并根据材料的应变寿命特性曲线,得到了末级... 基于电气短路故障分析了汽轮机低压叶片转子系统的静应力、固有频率以及电磁激振力下的动响应,得到了末级叶片的峰值合应力,采用Neuber理论和材料的循环应力应变关系计算了末级叶片的真实应变,并根据材料的应变寿命特性曲线,得到了末级叶片在电气短路故障下的循环寿命,为末级叶片的安全运行提供了重要的理论依据。 展开更多
关键词 末级叶片 扭振 动应力 低周疲劳
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高压涡轮盘螺栓孔疲劳模拟件设计及试验
9
作者 郑小梅 范雨晴 +5 位作者 杨旭峰 程昊 余嘉伟 汪全中 杨兴宇 范天宇 《航空科学技术》 2024年第9期63-69,共7页
航空发动机关键件采用模拟件开展试验可在一定程度上替代真实结构试验,从而大幅节省试验周期和成本。为满足某型发动机高压涡轮盘定寿需求,减少真实轮盘低循环疲劳的试验成本,本文采用考虑应力梯度影响的结构特征模拟件设计方法,设计了... 航空发动机关键件采用模拟件开展试验可在一定程度上替代真实结构试验,从而大幅节省试验周期和成本。为满足某型发动机高压涡轮盘定寿需求,减少真实轮盘低循环疲劳的试验成本,本文采用考虑应力梯度影响的结构特征模拟件设计方法,设计了该发动机高压涡轮盘螺栓孔部位的结构特征模拟件,开展了特征模拟件及轮盘真实结构的低循环疲劳试验;对于模拟件试验结果,应用统计学方法得到了具有一定置信度和可靠度的模拟件寿命和分散度,采用该分散度计算得到的模拟件安全循环寿命和轮盘实际试验结果相比,模拟件安全循环寿命小于轮盘实际低循环疲劳寿命,误差为14.69%,该螺栓孔模拟件设计及低循环疲劳试验研究可用于指导实际轮盘的定寿工作,具有一定的工程参考价值。 展开更多
关键词 高压涡轮盘 低循环疲劳 模拟件 试验 安全寿命
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基于流场换热的阀壳瞬态温度场分析及强度评估
10
作者 马义良 刘洋 +1 位作者 徐政军 邵崇晖 《东方汽轮机》 2024年第3期18-23,共6页
文章基于浸入边界法,对汽轮机阀壳进行了流场分析,得到了阀壳在不同开度下的换热系数场和温度场,根据机组启停曲线分析了阀壳瞬态温度场,并在循环热载荷和压力载荷下的得到了阀壳在启停过程的低周疲劳和长时运行时的高温蠕变,为研制更... 文章基于浸入边界法,对汽轮机阀壳进行了流场分析,得到了阀壳在不同开度下的换热系数场和温度场,根据机组启停曲线分析了阀壳瞬态温度场,并在循环热载荷和压力载荷下的得到了阀壳在启停过程的低周疲劳和长时运行时的高温蠕变,为研制更加安全、高效的汽轮机阀壳提供了重要理论依据。 展开更多
关键词 汽轮机阀壳 浸入边界法 瞬态温度场 低周疲劳 高温蠕变
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斜拉桥钢塔地震损伤特性及输入地震动参数的影响 被引量:2
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作者 郏洲 谢旭 +1 位作者 王天佳 成程 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期817-827,共11页
以主跨为165 m的独塔钢斜拉桥为研究对象,建立精细化钢塔计算模型.选取经峰值加速度调整后的历史地震记录作为地震动输入,分析顺桥向弹塑性时程反应,研究钢塔的钢板局部失稳以及超低周疲劳开裂特性,讨论纤维模型的适用性.结果表明,沿高... 以主跨为165 m的独塔钢斜拉桥为研究对象,建立精细化钢塔计算模型.选取经峰值加速度调整后的历史地震记录作为地震动输入,分析顺桥向弹塑性时程反应,研究钢塔的钢板局部失稳以及超低周疲劳开裂特性,讨论纤维模型的适用性.结果表明,沿高度方向加载的Pushover法能够预测钢塔顺桥向地震塑性发展的顺序和位置;纤维模型能够获得钢塔的弹塑性地震位移反应以及地震损伤位置,不能精确评价结构残余变形与损伤程度;输入地震动的峰值地面速度(PGV)/峰值地面加速度(PGA)值是影响结构地震损伤程度的指标;当PGA相同时,PGV/PGA值越大的地震动引起的钢塔地震损伤越显著,钢塔斜拉桥抗震性能验算应选用PGV/PGA值大的地震动时程. 展开更多
关键词 钢塔 地震损伤 近断层地震动 钢板局部失稳 超低周疲劳损伤
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两级变幅应变疲劳本征损伤耗散寿命预测模型研究 被引量:1
12
作者 李文奇 向忠 +2 位作者 李浩然 任忠凯 王嘉栋 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期149-156,共8页
在变幅低周疲劳载荷条件下,材料的疲劳损伤累积过程中呈现出了显著的载荷顺序效应.这种现象复杂化了变幅疲劳寿命的预测,因此,如何更精确地预测变幅低周载荷下的疲劳寿命,已经成为了一个亟待解决的问题.针对变幅低周疲劳载荷下损伤累积... 在变幅低周疲劳载荷条件下,材料的疲劳损伤累积过程中呈现出了显著的载荷顺序效应.这种现象复杂化了变幅疲劳寿命的预测,因此,如何更精确地预测变幅低周载荷下的疲劳寿命,已经成为了一个亟待解决的问题.针对变幅低周疲劳载荷下损伤累积表现的载荷顺序效应,考虑到本征损伤耗散与疲劳损伤构成一一映射,且刻画低周疲劳破坏的热力学本质,基于连续介质损伤力学及其不可逆热力学框架,推导本征损伤耗散功演化模型D型描述并以等同本征损伤耗散功作为损伤转换条件,建立了一种考虑载荷顺序效应的变幅低周疲劳寿命预测模型.为了验证新模型的有效性和先进性,进行了P355NL1结构钢和Ti-6Al-4V钛合金在两级变幅载荷下的单轴低周疲劳实验验证,并与Manson模型、Kwofie模型和Peng模型进行了比较分析.研究结果表明,新建模型的预测效果都在1.5倍的误差范围内,与实验结果相当吻合,且优于现有的预测模型.运用本征损伤耗散理论开展变幅疲劳寿命预测,为金属材料变幅疲劳寿命预测提供了新思路. 展开更多
关键词 低周疲劳 载荷顺序效应 损伤力学 本征损伤耗散 寿命预测
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Inconel718榫接结构高低周微动疲劳试验研究
13
作者 杨晓林 慕琴琴 +1 位作者 陈永辉 燕群 《航空工程进展》 CSCD 2024年第5期120-126,共7页
航空发动机涡轮叶片在实际服役环境中,受到循环往复的高/低周载荷,这是一种典型的高低周微动疲劳工况。涡轮叶片由于微动疲劳频繁引发疲劳断裂问题,严重影响着航空发动机的安全运行。为了研究热端部件材料的高低周微动疲劳问题,设计一种... 航空发动机涡轮叶片在实际服役环境中,受到循环往复的高/低周载荷,这是一种典型的高低周微动疲劳工况。涡轮叶片由于微动疲劳频繁引发疲劳断裂问题,严重影响着航空发动机的安全运行。为了研究热端部件材料的高低周微动疲劳问题,设计一种Inconel718榫连接模拟件,对其开展高低周复合微动疲劳试验。共设计3种不同载荷/频率的试验工况,对比不同工况下模拟件的寿命分布情况。结果表明:高周/低周载荷对榫连接结构的微动疲劳寿命有显著影响,随着高周/低周载荷或者频率的增大,涡轮叶片榫接部位微动疲劳寿命均随之降低;试验结果证明榫接结构高低周微动疲劳试验较好地还原了涡轮叶片实际服役情况;通过显示动力学有限元分析,所预测的裂纹萌生位置与试验结果中裂纹萌生位置分散性较小。 展开更多
关键词 INCONEL718 高低周载荷 高低周频率 微动疲劳 疲劳寿命
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航空液压管路高低周复合疲劳寿命预测研究
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作者 华腾飞 刘豪 +1 位作者 李静 仇原鹰 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期26-34,共9页
为有效预测航空液压管路的疲劳寿命,在分析现有液压管路寿命预测方法不足的基础上,针对飞机液压管路受力特点,分析了液压管路的载荷类型,并对其进行了载荷分解,进而提出了一种基于高低周复合载荷的疲劳寿命预测方法。为验证所提方法的... 为有效预测航空液压管路的疲劳寿命,在分析现有液压管路寿命预测方法不足的基础上,针对飞机液压管路受力特点,分析了液压管路的载荷类型,并对其进行了载荷分解,进而提出了一种基于高低周复合载荷的疲劳寿命预测方法。为验证所提方法的有效性,以某型航空液压管路为例,利用Ansys Workbench软件对其进行仿真分析,在此基础上,对所分析液压管路分别进行了考虑高低周载荷作用和不考虑高低周载荷作用的疲劳寿命预测。对比寿命预测结果发现,高低周复合疲劳载荷对液压管路的寿命影响较大,在预测液压管路的疲劳寿命时,需同时考虑高周疲劳载荷和低周疲劳载荷的作用。 展开更多
关键词 液压管路 高低周疲劳 疲劳损伤 寿命预测
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低周疲劳下对接焊缝累积塑性损伤的金属磁记忆表征研究
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作者 杨熠奕 马小平 +1 位作者 苏三庆 王威 《材料科学与工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期87-98,共12页
地震载荷下的钢构件,因低周疲劳所致的塑性损伤累积而诱发严重的断裂破坏。金属磁记忆作为一种新兴无损检测技术,已被证明可用于钢构件的疲劳损伤表征。为改善既有力-磁耦合理论及数值模拟方法的局限性,实现焊接件塑性损伤的无损评估,... 地震载荷下的钢构件,因低周疲劳所致的塑性损伤累积而诱发严重的断裂破坏。金属磁记忆作为一种新兴无损检测技术,已被证明可用于钢构件的疲劳损伤表征。为改善既有力-磁耦合理论及数值模拟方法的局限性,实现焊接件塑性损伤的无损评估,本文利用磁记忆技术对低周疲劳下对接焊缝的累积塑性损伤进行了表征分析。针对焊接构件的非均匀磁化问题,基于既有理论模型并改进模拟方法,实现了低周疲劳下焊接件的力-磁耦合有限元模拟。同时,通过Q345qC焊接件的低周疲劳及磁信号检测实验,分析了法向磁信号H_(SF)(z)及其特征参数的变化规律,由对比实验与模拟结果可以发现,磁信号曲线在焊接位置均出现明显的突变现象,磁信号峰-谷梯度K_(p-v)随累积塑性损伤D的增大均呈指数递减,二者平均误差不超过5%,证明了模拟方法的准确性。在此基础上,建立了低周疲劳下焊接件K_(p-v)与D的量化关系,验证了磁信号峰-谷梯度具有表征钢材塑性累积损伤程度的潜在可能,可为定量评价焊接试件的塑性损伤提供参考。 展开更多
关键词 低周疲劳 累积塑性损伤 金属磁记忆 力-磁耦合 损伤表征
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采用AK-MCS的燃气轮机轮盘疲劳寿命预测及可靠性评估
16
作者 罗宇轩 李金星 +2 位作者 赵名星 谢永慧 张荻 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期107-116,共10页
为确保燃气轮机透平轮盘在实际工作中的性能和可靠性,综合考虑燃气轮机服役时轮盘伴随的多种不确定性因素,通过概率表征合理量化,采用主动学习克里金代理模型与蒙特卡罗模拟结合算法(AK-MCS),搭建了考虑多源混合不确定性的燃气轮机轮盘... 为确保燃气轮机透平轮盘在实际工作中的性能和可靠性,综合考虑燃气轮机服役时轮盘伴随的多种不确定性因素,通过概率表征合理量化,采用主动学习克里金代理模型与蒙特卡罗模拟结合算法(AK-MCS),搭建了考虑多源混合不确定性的燃气轮机轮盘寿命预测代理模型,并对轮盘低周疲劳寿命可靠性进行了合理评估。建立了一套完整的轮盘低周疲劳寿命可靠性分析流程,完成了某型燃气轮机透平轮盘低周疲劳寿命可靠性评估及灵敏度分析。研究结果表明:轮盘的最大等效应力值为773.518 MPa,最大应变值为0.004 73,局部危险点位于轮槽第3根齿面下方的圆角处,寿命预测结果为1.177×10^(4)周。设计寿命为8×10^(3)周的条件下,得到透平轮盘的失效概率为0.043 1,可靠度为0.956 9。灵敏度分析结果表明,影响疲劳寿命最主要的参数是轮槽齿面接触压力及轮盘转速。研究结果展示了AK-MCS算法在轮盘可靠性分析中的应用优势,能为工程中轮盘的设计提供方法和参考数据。 展开更多
关键词 燃气轮机 轮盘 主动学习 低周疲劳寿命 不确定性量化 可靠性
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基于循环孔洞扩张模型的海工钢超低周疲劳断裂分析与预测
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作者 刘焕才 刘亚平 +3 位作者 杜君峰 王春光 王昌梓 何文涛 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期1420-1429,共10页
基于微观断裂机理的循环孔洞扩张模型是一种进行超低周疲劳断裂分析及预测的有效方法。在该方法中,孔洞扩张指数与损伤退化参数是控制裂纹扩展进程的重要参数。受生产工艺的影响,不同批次钢材的孔洞扩张指数与损伤退化参数往往存在较大... 基于微观断裂机理的循环孔洞扩张模型是一种进行超低周疲劳断裂分析及预测的有效方法。在该方法中,孔洞扩张指数与损伤退化参数是控制裂纹扩展进程的重要参数。受生产工艺的影响,不同批次钢材的孔洞扩张指数与损伤退化参数往往存在较大差异,使得对结构的超低周疲劳断裂分析存在准确性不足的问题。为解决上述问题,本文采用光滑圆棒、平滑槽口圆棒及缺口试样开展试验,进行钢材超低周疲劳特性研究,探索试样开裂机制和损伤演化规律;其次,编写基于循环孔洞扩张模型的VUSDFLD程序,结合圆棒试验结果进行有限元分析,校准孔洞扩张指数及损伤退化参数;最后,基于前述理论和程序,开展缺口试样超低周疲劳断裂研究,分析裂纹萌生及裂纹扩展速率,并就试样的超低周疲劳断裂寿命展开预测。结果表明,基于循环孔洞扩张模型的超低周疲劳断裂进程与试验结果比对良好,适用于超低周疲劳断裂寿命预测。 展开更多
关键词 超低周疲劳断裂 循环孔洞扩张模型 参数校准 裂纹萌生 裂纹扩展
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不同热处理工艺对选区激光熔化TC4动载性能及各向异性的影响
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作者 窦振 张安峰 +3 位作者 王豫跃 黄胜 吴梦杰 王普强 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期100-108,共9页
选区激光熔化成形的TC4合金断裂韧性较差,低周疲劳性能较低,各向异性明显。采用循环退火(700~950℃)和固溶时效相结合的方法对TC4成形件进行热处理,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、低周疲劳试验机等手段研究热处理对SLM TC4成形件显... 选区激光熔化成形的TC4合金断裂韧性较差,低周疲劳性能较低,各向异性明显。采用循环退火(700~950℃)和固溶时效相结合的方法对TC4成形件进行热处理,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、低周疲劳试验机等手段研究热处理对SLM TC4成形件显微组织和力学性能的影响。研究表明,SLM TC4微观组织由马氏体α′和马氏体α″组成,断裂韧性值为36.4 MPa·m0.5,断裂韧性各向异性达25.7%;热处理后部分板条α相分解,产生等轴α相和二次α相;经过700~950℃循环5次后固溶+550℃时效后SLM TC4的断裂韧性值为96.0 MPa·m0.5,断裂韧性的各向异性为1.4%。通过比较热处理样件和锻件低周疲劳性能得出结论,当应变幅≥0.9%时,热处理件低周疲劳性能高于锻件;当应变幅≤1%时,920℃循环退火+550℃固溶时效的低周疲劳性能高于920℃循环退火。 展开更多
关键词 选区激光熔化(SLM) TC4合金 热处理 断裂韧性 低周疲劳性能 各向异性
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满载运煤敞车超常低周疲劳刚柔耦合评估新方法
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作者 靳世英 朴思扬 +3 位作者 聂春戈 张俊林 李向伟 朴明伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期70-80,共11页
备用传力路径变化不确定性使准静态应变能成为决定平面心盘旁承接口耦合程度的最重要影响因素之一,既有方法丧失了小位移线弹假设的应用前提。根据这一相关性发现,提出了刚柔耦合疲劳损伤评估新方法。为了攻克散料运输铁路货车刚柔耦合... 备用传力路径变化不确定性使准静态应变能成为决定平面心盘旁承接口耦合程度的最重要影响因素之一,既有方法丧失了小位移线弹假设的应用前提。根据这一相关性发现,提出了刚柔耦合疲劳损伤评估新方法。为了攻克散料运输铁路货车刚柔耦合仿真难题,采用了实体单元及边界共节点处理技术。在正常AAR5级谱和局部扭曲叠加谱激励输入下满载运煤敞车刚柔耦合仿真分析表明:上旁承运行荷载增大迫使车体结构扭曲产生不高于2 Hz的低频敏感响应。钩缓冲击座附近焊缝疲劳损伤评估结果与现场塑性破坏完全吻合。由于局部刚度不足,短竖梁补强设计也很难奏效。借鉴通用敞车耳板铆接的设计经验,合理制定了具有针对性的结构补强方案,使满载运煤敞车不会再发生上述塑性破坏。 展开更多
关键词 满载运煤敞车 刚柔耦合仿真技术 模态结构应力恢复 焊缝疲劳损伤评估 超常低周疲劳
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复材风扇叶片榫头元件低周疲劳和损伤模式
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作者 肖贾光毅 唐旭 +1 位作者 张煜坤 陈勇 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期486-493,共8页
为考核层合结构复材风扇叶片在1.5倍离心载荷下的低周疲劳寿命,制备一批风扇叶片,在薄弱部位取样。通过建立层合结构风扇叶片有限元模型,模拟榫头的应力状态,从而确定拉伸载荷水平,开展拉-拉载荷低周疲劳测试。在相邻铺层间引入内聚力单... 为考核层合结构复材风扇叶片在1.5倍离心载荷下的低周疲劳寿命,制备一批风扇叶片,在薄弱部位取样。通过建立层合结构风扇叶片有限元模型,模拟榫头的应力状态,从而确定拉伸载荷水平,开展拉-拉载荷低周疲劳测试。在相邻铺层间引入内聚力单元,并考虑榫头试样单向带面内损伤,模拟损伤变量随循环数累积的过程,增加虚拟拉伸载荷,得到榫头低周疲劳失效时刻的损伤状态。试验结果说明榫头元件形成分层裂纹的平均寿命为17207次循环,首次出现分层裂纹的位置基本一致。数值仿真结果表明榫头单向带基体和层间损伤累积引起裂纹扩展,导致低周疲劳失效。本研究可为建立层合结构复材风扇叶片低周疲劳寿命试验流程和疲劳失效判据提供支撑。 展开更多
关键词 低周疲劳寿命 风扇叶片 复合材料 有限元法 渐进损伤分析
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