液体火箭发动机涡轮泵音叉式整体叶盘低周疲劳寿命可靠性研究

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作者 王珏 窦唯 +2 位作者 金志磊 姜绪强 李东 《推进技术》 北大核心 2025年第5期278-286,共9页

涡轮作为液体火箭发动机的关键构件,其低周疲劳寿命和可靠性直接影响液体火箭发动机的安全性能。对某液体火箭发动机涡轮泵音叉式整体叶盘开展流场分析和静强度分析,并基于局部应力-应变法获得了设计工况下整体叶盘的低周疲劳寿命。采... 涡轮作为液体火箭发动机的关键构件,其低周疲劳寿命和可靠性直接影响液体火箭发动机的安全性能。对某液体火箭发动机涡轮泵音叉式整体叶盘开展流场分析和静强度分析,并基于局部应力-应变法获得了设计工况下整体叶盘的低周疲劳寿命。采用拉丁超立方抽样方法,以转速、密度及弹性模量为随机输入变量,建立最大应力和最大应变的Kriging代理模型。通过大样本抽样,得到了音叉式整体叶盘的低周疲劳寿命概率分布,进而得出其疲劳寿命可靠度曲线。结果表明:整体叶盘的低周疲劳寿命呈右偏态分布,近似威布尔分布。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 音叉式整体叶盘 低周疲劳寿命 KRIGING模型 可靠度

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喷丸强化及热暴露时间对DZ125合金低周疲劳寿命的影响

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作者 李奎 金向明 +5 位作者 冷坤 陈才临 赵宇 江龙刚 郝龙龙 杨杰 《表面技术》 北大核心 2025年第17期191-201,共11页

目的 镍基高温合金DZ125常用于复杂服役环境的航空发动机的叶片材料。喷丸强化是一种广泛使用的表面处理工艺。本文旨在探索喷丸强化对DZ125合金的疲劳寿命影响。方法 使用S110铸钢丸对DZ125合金试样(光滑试样和缺口试样K_t=2.5)进行喷... 目的 镍基高温合金DZ125常用于复杂服役环境的航空发动机的叶片材料。喷丸强化是一种广泛使用的表面处理工艺。本文旨在探索喷丸强化对DZ125合金的疲劳寿命影响。方法 使用S110铸钢丸对DZ125合金试样(光滑试样和缺口试样K_t=2.5)进行喷丸强化处理,同时考虑了热处理时间(100 h和200 h)对试样表面残余应力的影响,并对试样进行拉-拉疲劳试验。结果 常温下,DZ125合金的喷丸试样与非喷丸试样的疲劳寿命相比,表现为光滑试样的疲劳寿命差异不明显,缺口试样的疲劳寿命提高400%;高温下,表现为光滑试样的疲劳寿命大幅降低,缺口试样的疲劳寿命提高565%。喷丸强化引入的残余应力场,随热处理时间延长,表面残余应力逐渐降低。喷丸强化在光滑试样表面引入残余压应力-493 MPa,随着热暴露时长增加至100 h和200 h,表面残余应力数值分别降低至-267 MPa和-248 MPa。结论 喷丸处理显著提高了DZ125合金缺口试样的疲劳寿命,常温下疲劳寿命是未喷丸试样的4倍,高温下疲劳寿命是未喷丸的5.7倍。然而,对于光滑试样,喷丸在常温下的效果不明显,但在高温下会由于氧化损伤导致疲劳寿命降低。热处理虽然对残余应力影响较小,但会导致喷丸试样的疲劳寿命降低。 展开更多

关键词 喷丸强化 DZ125合金 低周疲劳寿命 残余压应力 热处理

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高温下取向对DD6单晶高温合金低周疲劳寿命的影响 被引量：22

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作者 李影 苏彬 吴学仁 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2001年第2期22-25,共4页

对 76 0℃和 980℃两种温度下 [0 0 1],[0 11]和 [111]三种取向的DD6单晶高温合金的低周疲劳寿命进行了实验研究。结果表明 ,取向对其低周疲劳寿命有重要影响 ,[0 0 1]取向的寿命最高 ,[111]取向的寿命最低 ,通过引入应力幅值 。

关键词 镍基单晶高温合金 晶体取向 影响消除 DD6 低周疲劳寿命 取向 取向

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非对称循环载荷下材料低周疲劳寿命分析与计算 被引量：6

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作者 王刚 张怡 +1 位作者 郭茂林 程靳 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期91-96,共6页

提出了一个用于计算非对称循环载荷下材料低周疲劳寿命的累积损伤模型和方法。该方法利用全应变幅及损伤积累来控制和计算疲劳寿命，并给出了裂纹的开裂尺寸和开裂方向。这为我们进行各种疲劳寿命计算以及结构优化设计提供了一个新的思... 提出了一个用于计算非对称循环载荷下材料低周疲劳寿命的累积损伤模型和方法。该方法利用全应变幅及损伤积累来控制和计算疲劳寿命，并给出了裂纹的开裂尺寸和开裂方向。这为我们进行各种疲劳寿命计算以及结构优化设计提供了一个新的思路和方法。 展开更多

关键词 非对称循环载荷 累积损伤 低周疲劳寿命 材料

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冷却流道布局对铣槽喷管低周疲劳寿命的影响 被引量：3

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作者 程诚 王一白 +2 位作者 刘宇 刘达伟 李波 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1257-1265,共9页

为了研究不同的冷却流道布局对大面积比铣槽喷管三维再生冷却槽道在循环工作条件下的热结构响应和低周疲劳寿命的影响,采用有限体积流—热耦合计算方法、非线性有限元热—结构耦合分析方法和局部应变法对比分析了冷却剂单向逆流、单向... 为了研究不同的冷却流道布局对大面积比铣槽喷管三维再生冷却槽道在循环工作条件下的热结构响应和低周疲劳寿命的影响,采用有限体积流—热耦合计算方法、非线性有限元热—结构耦合分析方法和局部应变法对比分析了冷却剂单向逆流、单向顺流和先顺向流动再逆向流动的来回流三种流道布局方案。计算结果表明,铣槽喷管内衬最严重的节点应变主要发生在喷管前部内衬燃气侧壁面与肋条对称面及槽道对称面相交的危险区域,这也是节点低周疲劳寿命最小的位置;铣槽内衬节点的应变时间历程主要由塑性应变决定,肋条与槽道对称面上内衬节点的热结构响应存在较大差异;采用冷却剂单向逆流布局的铣槽喷管内衬节点应变幅和残余应变最大,导致喷管疲劳使用寿命最短;采用冷却剂单向顺流布局的铣槽喷管内衬节点应变幅和残余应变最小,导致喷管低周疲劳寿命最长;采用冷却剂来回流布局的再生冷却喷管铣槽内衬的热结构响应和疲劳使用寿命均处于上述两者之间,但取消了喷管尾部集合器和外置冷却剂供给管路等易失效的部件。 展开更多

关键词 再生冷却喷管 冷却剂流道 低周疲劳寿命 非线性有限元 热结构耦合

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定向凝固合金涡轮叶片的低周疲劳寿命研究 被引量：10

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作者 宋迎东 高德平 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2002年第7期1-3,27,共4页

对某发动机DZ4定向凝固高温合金涡轮叶片进行了有限元应力分析 ,应力分析中考虑了发动机实际工作过程中的离心载荷和不均匀温度场引起的热负荷。利用应力分析结果和该材料的疲劳特性计算了 1次飞行起落过程造成的发动机低循环疲劳损伤和... 对某发动机DZ4定向凝固高温合金涡轮叶片进行了有限元应力分析 ,应力分析中考虑了发动机实际工作过程中的离心载荷和不均匀温度场引起的热负荷。利用应力分析结果和该材料的疲劳特性计算了 1次飞行起落过程造成的发动机低循环疲劳损伤和 90 0h飞行的总损伤。根据损伤等效原理 ,确定了试验规定条件下与 90 展开更多

关键词 低周疲劳寿命 定向凝固 高温合金 疲劳 涡轮叶片 航空发动机

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基于延性破坏准则的钢管混凝土圆柱低周疲劳寿命研究 被引量：2

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作者 邢国华 冉俣 +2 位作者 寇文飞 付国 刘伯权 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2013年第2期28-34,共7页

将钢筋混凝土结构的等效延性破坏准则应用于钢管混凝土圆柱的低周疲劳寿命分析,提出了钢管混凝土圆柱的低周疲劳寿命计算方法,综合考虑了结构的首超破坏和累积损伤。建立了钢管混凝土圆柱的低周疲劳寿命拟合曲线,拟合公式的相关系数为0.... 将钢筋混凝土结构的等效延性破坏准则应用于钢管混凝土圆柱的低周疲劳寿命分析,提出了钢管混凝土圆柱的低周疲劳寿命计算方法,综合考虑了结构的首超破坏和累积损伤。建立了钢管混凝土圆柱的低周疲劳寿命拟合曲线,拟合公式的相关系数为0.971;通过23根钢管混凝土圆柱的低周疲劳试验结果对提出的计算方法进行了验证。结果表明:建议计算模型能够较好地反映钢管混凝土圆柱在不同位移延性水平下的疲劳寿命。 展开更多

关键词 钢管混凝土圆柱 延性 低周疲劳寿命 破坏准则 屈服曲率

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冷却剂参数对铣槽喷管低周疲劳寿命的影响 被引量：2

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作者 程诚 王一白 +1 位作者 刘宇 刘达伟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期537-544,共8页

采用有限体积流固耦合计算方法、非线性有限元热结构耦合分析方法和局部应变法研究大面积比铣槽喷管三维再生冷却槽道在循环工作条件下的热结构变形与低周疲劳寿命,并对比分析了冷却剂质量流量与入口温度对铣槽喷管疲劳使用寿命的影响... 采用有限体积流固耦合计算方法、非线性有限元热结构耦合分析方法和局部应变法研究大面积比铣槽喷管三维再生冷却槽道在循环工作条件下的热结构变形与低周疲劳寿命,并对比分析了冷却剂质量流量与入口温度对铣槽喷管疲劳使用寿命的影响。计算结果表明,铣槽喷管热结构响应呈现复杂的三维效应,应变较大位置主要分布在与肋连接的内衬区域,喷管中部的残余应变量最大;冷却槽道低周疲劳寿命分布和热结构响应基本一致,最小寿命位于喷管中部与肋相连的内衬区域燃气侧;随冷却剂质量流量增加,铣槽喷管低周疲劳寿命不断提高;随冷却剂入口温度增加喷管尾部低周疲劳寿命值不断降低,而喷管中前部的低周疲劳寿命值却不断提高,当冷却剂入口温度为280K左右时,本文的铣槽喷管总体使用寿命达到最大。 展开更多

关键词 喷管 再生冷却 低周疲劳寿命 非线性有限元 热结构耦合

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应用当量应变法预测多维高温低周疲劳寿命 被引量：3

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作者 张文孝 郭成璧 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期591-593,共3页

采用铝合金材料三维缺口试件进行 3 0 0℃下高温低周疲劳断裂试验 ,借助ADINA程序计算试件缺口周围的三维应力和应变场 ,根据vonMises当量理论对疲劳寿命进行预测。预测结果表明 ,当量应变范围与疲劳断裂寿命的数学关系不受试件缺口型... 采用铝合金材料三维缺口试件进行 3 0 0℃下高温低周疲劳断裂试验 ,借助ADINA程序计算试件缺口周围的三维应力和应变场 ,根据vonMises当量理论对疲劳寿命进行预测。预测结果表明 ,当量应变范围与疲劳断裂寿命的数学关系不受试件缺口型式的影响 。 展开更多

关键词 当量应变法 预测 多维高温低周疲劳寿命 铝合金

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低周疲劳寿命预测的损伤理论方法 被引量：1

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作者 高路彬 程庆国 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第4期60-65,共6页

疲劳是材料的一种重要的破坏现象,但长期以来疲劳寿命的预测在一些方面还缺乏坚实的理论基础。本文基于作者在文献[1]中提出的内时-损伤本构理论,提出了一种预测低周疲劳寿命的新方法,并得出了三种特殊情况下疲劳寿命的预测公式:(1)对... 疲劳是材料的一种重要的破坏现象,但长期以来疲劳寿命的预测在一些方面还缺乏坚实的理论基础。本文基于作者在文献[1]中提出的内时-损伤本构理论,提出了一种预测低周疲劳寿命的新方法,并得出了三种特殊情况下疲劳寿命的预测公式:(1)对称拉压应变疲劳;(2)对称剪切应变疲劳;(3)对称拉压-剪切比例耦合应变疲劳。本文提出的疲劳寿命预测方法可以用来计算各种复杂加载情况下的疲劳寿命。作者通过黄铜单轴对称拉压低周疲劳试验,验证了本文提出的方法。本文为低周疲劳寿命预测提供了一种统一的方法。 展开更多

关键词 拉压 损伤理论 单轴对称 本构理论 压应变 剪切 加载 低周疲劳寿命 疲劳寿命预测 破坏

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2.25Cr-1Mo复杂应力状态下温度对低周疲劳寿命影响的研究

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作者 王正 贾松峰 崔宁 《压力容器》 1999年第3期21-23,29,共4页

１引言２．２５Ｃｒ－１Ｍｏ是石油化工设备（如加氢反应器、重整反应器等）常用材料。由于这类设备长期在较恶劣的工况下运行，而频繁的间断操作和开停工引起载荷、温度的波动，造成了材料的疲劳失效。因此，对２．２５Ｃｒ－１Ｍｏ材... １引言２．２５Ｃｒ－１Ｍｏ是石油化工设备（如加氢反应器、重整反应器等）常用材料。由于这类设备长期在较恶劣的工况下运行，而频繁的间断操作和开停工引起载荷、温度的波动，造成了材料的疲劳失效。因此，对２．２５Ｃｒ－１Ｍｏ材料复杂应力状态下低周疲劳性能的研究... 展开更多

关键词 复杂应力状态 低周疲劳寿命 温度 石油化工设备

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辛店电厂DG670/140-2型锅炉汽包低周疲劳寿命研究 被引量：9

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作者 郑克 刘志刚 +3 位作者 李益民 尚福林 杨伯勋 王金瑞 《热力发电》 北大核心 2000年第3期49-54,共6页

对辛店发电厂DG6 70 /140 - 2型锅炉汽包翻边下降管管座处的内压应力、热应力进行了三维有限元分析与计算。依据计算结果、材料的力学性能。

关键词 锅炉 汽包 低周疲劳寿命 DG670/140-2型 电厂

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基于断裂力学方法的粉末盘低周疲劳寿命预测 被引量：7

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作者 任远 张成成 +1 位作者 高靖云 李孟光 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第14期61-68,73,共9页

为克服传统寿命预测未能考虑粉末合金夹杂物的缺陷,在某粉末封严盘定寿过程中,使用计算断裂力学方法模拟了夹杂缺陷从初始状态一直增大到可检尺度的扩展过程,并将该过程经历的循环数作为裂纹萌生寿命。在考虑小裂纹扩展速率修正的情况... 为克服传统寿命预测未能考虑粉末合金夹杂物的缺陷,在某粉末封严盘定寿过程中,使用计算断裂力学方法模拟了夹杂缺陷从初始状态一直增大到可检尺度的扩展过程,并将该过程经历的循环数作为裂纹萌生寿命。在考虑小裂纹扩展速率修正的情况下萌生寿命为1639循环,若不采用修正则为4956循环,说明忽略"小裂纹效应"会得出偏于危险的萌生寿命计算结果。对含裂纹有限元模型的建立、裂纹扩展寿命计算中积分路径的选取等问题进行了讨论。使用断裂力学方法预测裂纹萌生寿命需要重复多次有限元计算及前沿光顺化处理,时间耗费较大,但在精确定量分析方面具有优势,可作为现有方法的有益补充,为发动机限寿件检修周期的确定提供依据。 展开更多

关键词 断裂力学 粉末高温合金 裂纹扩展 夹杂物 低周疲劳寿命

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潜艇结构低周疲劳寿命工程评估方法 被引量：4

14

作者 万正权 卞如刚 《舰船科学技术》 北大核心 2002年第3期3-5,共3页

本文基于断裂力学建立了潜艇结构低周疲劳寿命的工程估算方法 ,理论计算与模型试验结果比较表明 :该方法是合理可靠的 。

关键词 潜艇 低周疲劳寿命 工程估算 理论计算 模型试验 耐压结构 断裂力学 结构表面裂纹

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大型汽轮机部件低周疲劳安全寿命的设计和评定 被引量：1

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作者 史进渊 杨宇 +1 位作者 孙庆 胡先约 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期153-156,共4页

文中提出了汽轮机部件低周疲劳安全寿命的设计和评定方法。介绍了汽轮机部件低周疲劳安全寿命的含义和计算方法。该方法以概率论和统计学为基础 ,把汽轮机部件的低周疲劳寿命处理为随机变量 ,对低周疲劳试验数据进行统计分析来确定材料... 文中提出了汽轮机部件低周疲劳安全寿命的设计和评定方法。介绍了汽轮机部件低周疲劳安全寿命的含义和计算方法。该方法以概率论和统计学为基础 ,把汽轮机部件的低周疲劳寿命处理为随机变量 ,对低周疲劳试验数据进行统计分析来确定材料低周疲劳寿命的分布参数 ,使用可靠性理论来确定汽轮机部件的低周疲劳安全寿命。文中给出了低周疲劳寿命服从正态分布和对数正态分布时汽轮机部件低周疲劳安全寿命的计算方法和应用实例。该方法考虑了汽轮机运行参数随机性和材料低周疲劳特性离散性的影响 ,为汽轮机部件低周疲劳寿命的设计。 展开更多

关键词 汽轮机 部件 低周疲劳寿命 安全寿命 寿命设计 寿命评定 可靠性设计

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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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柴油机活塞低周热疲劳寿命预测 被引量：8

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作者 徐春龙 汪建华 +1 位作者 王春发 刘海鸥 《车用发动机》 北大核心 2000年第2期12-15,共4页

以柴油机铝合金活塞为例 ,通过建立有限元计算分析模型与加速热疲劳试验 ,研究其低周热疲劳寿命 ,以局部应力—应变理论的Coffin—Manson公式和线弹性有限元理论为基础 ,总结出在热疲劳与高温蠕变相互作用下的低周热疲劳寿命预测公式 ,... 以柴油机铝合金活塞为例 ,通过建立有限元计算分析模型与加速热疲劳试验 ,研究其低周热疲劳寿命 ,以局部应力—应变理论的Coffin—Manson公式和线弹性有限元理论为基础 ,总结出在热疲劳与高温蠕变相互作用下的低周热疲劳寿命预测公式 ,预测值与试验结果基本相同 ;同时又对试验结果进行分析并提出修正建议。 展开更多

关键词 柴油机 活塞 热疲劳 蠕变 低周疲劳寿命预测

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燕尾榫连接结构低周微动疲劳寿命预测 被引量：4

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作者 古远兴 温卫东 崔海涛 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期436-436,共1页

在低周疲劳寿命预测方法中，通过引入摩擦功因子，考虑微动作用对构件疲劳寿命的影响，对传统的名义应力法进行改进，以用于构件的低周疲劳寿命预测．针对燕尾榫连接结构，采用有限元技术求解接触问题，获得结构接触应力及接触状态量的... 在低周疲劳寿命预测方法中，通过引入摩擦功因子，考虑微动作用对构件疲劳寿命的影响，对传统的名义应力法进行改进，以用于构件的低周疲劳寿命预测．针对燕尾榫连接结构，采用有限元技术求解接触问题，获得结构接触应力及接触状态量的分布，并预测裂纹萌生的位置．进一步应用该位置处的应力场和接触状态进行结构的寿命预测，通过燕尾榫连接结构的低周微动疲劳试验， 展开更多

关键词 低周微动疲劳寿命预测 连接结构 名义应力法 有限元技术 接触问题 接触应力

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钛合金燕尾榫高温低周微动疲劳寿命预测 被引量：1

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作者 崔宝龙 张宏建 +1 位作者 温卫东 崔海涛 《航空发动机》 北大核心 2022年第4期88-92,共5页

针对钛合金燕尾榫的高温低周微动疲劳寿命预测问题,通过讨论试验载荷和温度对燕尾榫微动疲劳寿命的影响,发展了考虑温度影响的修正损伤参量,即拉伸型等效损伤参量 S和剪切型等效损伤参量 F,建立了能综合考虑温度和损伤参量影响的燕尾榫... 针对钛合金燕尾榫的高温低周微动疲劳寿命预测问题,通过讨论试验载荷和温度对燕尾榫微动疲劳寿命的影响,发展了考虑温度影响的修正损伤参量,即拉伸型等效损伤参量 S和剪切型等效损伤参量 F,建立了能综合考虑温度和损伤参量影响的燕尾榫高温微动疲劳寿命模型,并拟合出某 TC11 钛合金燕尾榫连接结构的微动疲劳寿命模型中所需的材料常数。结果表明:拟合相关性系数最小为 0.9394,证实了该模型的适用性。通过计算拉伸型等效损伤参量 S和剪切型等效损伤参量 F在榫接触面上的最大值所在位置预测了微动裂纹的萌生位置,与微动疲劳试验件裂纹的萌生位置一致。利用高温微动疲劳寿命模型对不同试验载荷和温度下的燕尾榫连接结构的微动疲劳寿命进行预测,与试验结果相比,预测结果的误差在2倍分散带以内。 展开更多

关键词 燕尾榫 钛合金 低周微动疲劳寿命 航空发动机

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不同轴压比下钢筋混凝土柱的低周疲劳性能 被引量：10

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作者 白绍良 张友为 黄宗明 《重庆建筑大学学报》 CSCD 1997年第3期1-6,共6页

在通过系列试验建立了中等偏低轴压比下，矩形截面钢筋混凝土柱对称位移循环和非对称位移循环低周疲劳寿命表达式之后，本文再利用一个试验系列对中等偏高轴压比下对称位移循环和非对称位移循环钢筋混凝土柱在不同延性系数下的低周疲劳... 在通过系列试验建立了中等偏低轴压比下，矩形截面钢筋混凝土柱对称位移循环和非对称位移循环低周疲劳寿命表达式之后，本文再利用一个试验系列对中等偏高轴压比下对称位移循环和非对称位移循环钢筋混凝土柱在不同延性系数下的低周疲劳寿命进行了试验研究。根据研究结果给出了较高轴压比下的低周疲劳寿命表达式，并在此基础上建议了适用于一定范围轴压比的钢筋混凝土柱低周疲劳寿命表达式。 展开更多

关键词 钢筋混凝土柱 低周疲劳寿命 轴压比

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