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基于改进裂纹扩展率模型的破损加筋板疲劳寿命预报方法(英文) 被引量:3
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作者 王芳 黄小平 崔维成 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期700-710,共11页
文章作者基于部分裂纹闭合的概念提出了一个改进的裂纹扩展率模型,对其参数的确定方法进行了研究,并将模型预报结果与多种合金的试验结果进行了比较验证。基于该模型建立典型构件的设计和评估流程是将该模型成功应用于船舶结构疲劳寿命... 文章作者基于部分裂纹闭合的概念提出了一个改进的裂纹扩展率模型,对其参数的确定方法进行了研究,并将模型预报结果与多种合金的试验结果进行了比较验证。基于该模型建立典型构件的设计和评估流程是将该模型成功应用于船舶结构疲劳寿命预报的重要内容之一。加筋板是船舶结构最重要的单元,文中基于改进模型,对含穿透裂纹和表面裂纹的破损加筋板的疲劳寿命预报方法进行了分析,并与试验结果进行了比较,证明了该模型的有效性。 展开更多
关键词 加筋板 改进疲劳裂纹扩展率模型 疲劳寿命预报
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考虑裂尖不同塑性状态的工业纯钛断裂参量与疲劳裂纹扩展速率模型
2
作者 李建 徐英东 +4 位作者 沈程骏 戴承霖 徐涵 朱建国 周昌玉 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1481-1486,共6页
考虑到裂尖不同程度的塑性变形,选择合适的断裂参量并准确预测疲劳裂纹扩展速率是一项非常重要的任务。采用4种不同疲劳加载条件,通过理论计算与实验分析探究了裂纹尖端断裂参量与疲劳裂纹扩展速率之间的关联,最后通过公式与参数拟合对... 考虑到裂尖不同程度的塑性变形,选择合适的断裂参量并准确预测疲劳裂纹扩展速率是一项非常重要的任务。采用4种不同疲劳加载条件,通过理论计算与实验分析探究了裂纹尖端断裂参量与疲劳裂纹扩展速率之间的关联,最后通过公式与参数拟合对疲劳裂纹扩展速率预测提供合适的模型。结果表明,随着载荷比和载荷幅的提高,ΔK表征疲劳裂纹扩展逐渐失去了其合理性和有效性。裂纹扩展前期,高载荷比裂纹扩展阻力更大。在裂纹扩展后期,高、低载荷比裂纹扩展阻力差距在缩小。在所有讨论的断裂参量中,ΔJ′_(ac)是适合工业纯钛疲劳裂纹扩展的断裂参量,在此基础上提出了相应的疲劳裂纹扩展速率预测模型。 展开更多
关键词 疲劳裂纹扩展 断裂参量 预测模型 载荷比 载荷幅
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改进的统一疲劳裂纹扩展速率预报模型对合金在常幅载荷下普遍适用性的研究(英文) 被引量:7
3
作者 陈峰落 王芳 崔维成 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第12期1349-1360,共12页
精确预报金属结构的疲劳对确保结构安全及指导结构设计与维修具有重要的意义。作者们基于McEvily模型提出了一个改进的统一疲劳裂纹扩展速率模型,其将疲劳裂纹扩展的三个扩展区域统一起来,并能解释更多的疲劳试验现象。文中对该模型进... 精确预报金属结构的疲劳对确保结构安全及指导结构设计与维修具有重要的意义。作者们基于McEvily模型提出了一个改进的统一疲劳裂纹扩展速率模型,其将疲劳裂纹扩展的三个扩展区域统一起来,并能解释更多的疲劳试验现象。文中对该模型进行了详细阐述,同时对模型参数的工程预报方法进行了讨论。为了进一步检验本模型的可靠性,还对不同载荷比下各种材料疲劳裂纹扩展率的预报结果与实验结果进行了对比,对比结果证明了该模型的准确性及其在常幅载荷下对不同材料的普遍适用性。 展开更多
关键词 改进疲劳裂纹扩展模型 裂纹扩展曲线 疲劳寿命预报 横幅载荷 合金
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基于改进的统一疲劳裂纹扩展速率模型的表面裂纹扩展规律预报(英文) 被引量:5
4
作者 王芳 崔维成 黄小平 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第6期660-668,共9页
很多学者对表面裂纹形状变化规律进行了研究,但是理论上仍存在较大缺陷,因此现有方法预报结果的准确性有待考察。文章作者们提出了一个改进的统一疲劳裂纹扩展速率模型,本模型合理考虑了材料的非线性效应和裂纹前缘的三维约束效应及三... 很多学者对表面裂纹形状变化规律进行了研究,但是理论上仍存在较大缺陷,因此现有方法预报结果的准确性有待考察。文章作者们提出了一个改进的统一疲劳裂纹扩展速率模型,本模型合理考虑了材料的非线性效应和裂纹前缘的三维约束效应及三维约束大小在前缘各点的分布函数。通过引入等效厚度的概念及法线方向扩展的假定较好地考虑了裂纹前缘各点对扩展之后形状比变化规律的影响,预报得到的裂纹前缘形状能够观察到明显的边界点扩展滞后现象,同时本模型预报结果与试验结果及传统模型预报结果进行了比较,证明本模型提高了表面裂纹扩展规律预报的精度。 展开更多
关键词 改进疲劳裂纹扩展模型 表面裂纹 裂纹形状变化
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改进的疲劳裂纹扩展率模型及其参数估算方法(英文) 被引量:11
5
作者 王芳 陈峰落 崔维成 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第3期252-262,共11页
疲劳裂纹扩展率曲线是任何基于裂纹扩展理论的疲劳寿命预报方法的基本疲劳特性。论文作者们提出了一种改进的疲劳裂纹扩展率模型,它可以解释金属疲劳试验中观察到的各种现象。为了便于工程应用,文中也给出了如何利用除裂纹扩展试验以外... 疲劳裂纹扩展率曲线是任何基于裂纹扩展理论的疲劳寿命预报方法的基本疲劳特性。论文作者们提出了一种改进的疲劳裂纹扩展率模型,它可以解释金属疲劳试验中观察到的各种现象。为了便于工程应用,文中也给出了如何利用除裂纹扩展试验以外的其它试验结果来估算该模型参数的方法。文中还对恒幅载荷下该模型及其参数估算方法对HTS-A钢的适用性进行了分析,分析结果将为利用该模型预报由HTS-A型钢制成的海洋结构物的疲劳寿命提供基础。 展开更多
关键词 疲劳裂纹扩展理论 疲劳寿命预报统一方法 裂纹扩展曲线 HTS-A钢 恒幅载荷
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不同驱动参量的金属材料疲劳裂纹扩展速率模型综述
6
作者 张亚军 张新烨 +2 位作者 徐阳 单建军 张欣耀 《热加工工艺》 北大核心 2024年第5期119-123,共5页
疲劳裂纹扩展速率da/d N是金属材料进行损伤容限设计时用到的一项重要力学性能指标,其获得并不直接依赖于裂纹扩展的驱动参量,这为采用不同驱动参量表征da/d N提供了可能性。本文分别介绍了以裂纹尖端应力强度因子范围△K、能量释放率... 疲劳裂纹扩展速率da/d N是金属材料进行损伤容限设计时用到的一项重要力学性能指标,其获得并不直接依赖于裂纹扩展的驱动参量,这为采用不同驱动参量表征da/d N提供了可能性。本文分别介绍了以裂纹尖端应力强度因子范围△K、能量释放率变化范围△G、J积分变化范围△J、张开位移变化范围△δ、塑性区变化范围△r、裂纹前缘附近应变范围△εT等为疲劳裂纹扩展驱动参量的裂纹扩展速率模型及应用,为研究疲劳裂纹扩展规律时不同驱动参量的选择提供依据。 展开更多
关键词 驱动参量 金属材料 疲劳裂纹扩展 模型
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基于谱载荷和改进的单一曲线模型的船舶结构疲劳寿命预报方法
7
作者 孙力 廖舒婷 +2 位作者 黄小平 张兆龙 王凡超 《船舶力学》 北大核心 2025年第11期1734-1745,共12页
船舶结构长期运行于海洋环境中,因承受复杂的交变载荷而易发生疲劳裂纹扩展,故准确预报船舶结构的疲劳裂纹扩展对保证结构安全具有重要意义。本文结合基于谱分析法构建的载荷谱和改进单一曲线裂纹扩展模型,提出了一种更为精确预报船舶... 船舶结构长期运行于海洋环境中,因承受复杂的交变载荷而易发生疲劳裂纹扩展,故准确预报船舶结构的疲劳裂纹扩展对保证结构安全具有重要意义。本文结合基于谱分析法构建的载荷谱和改进单一曲线裂纹扩展模型,提出了一种更为精确预报船舶结构含近门槛区疲劳裂纹扩展的方法;并以某邮轮阳台开口角隅为例,给出了改进单一曲线模型中形状指数的确定方式,预报了该结构在谱载荷作用下的疲劳裂纹扩展,分析了初始裂纹大小、裂纹扩展模型等对裂纹扩展的影响。结果表明,本文提出的预报方法能更精确预报含近门槛区的裂纹扩展,且较CCS规范中推荐的单一曲线模型的预报结果更保守。本文的方法亦可为其它船海结构物的疲劳寿命评估提供参考。 展开更多
关键词 谱载荷 改进单一曲线模型 近门槛区 阳台开口角隅 裂纹扩展预报
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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
8
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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CrMoV钢近门槛值区疲劳裂纹扩展评价模型准确性分析 被引量:2
9
作者 尧全恒 朱明亮 轩福贞 《压力容器》 北大核心 2024年第3期1-7,40,共8页
近门槛值区的疲劳裂纹扩展行为及疲劳门槛值的确定对于工程材料与结构的疲劳性能和损伤容限设计具有重要意义。采用25Cr2Ni2MoV钢的疲劳裂纹扩展数据,运用Paris模型、NASGRO模型、Zhu-Xuan模型分别预测疲劳裂纹扩展门槛值,比较各模型的... 近门槛值区的疲劳裂纹扩展行为及疲劳门槛值的确定对于工程材料与结构的疲劳性能和损伤容限设计具有重要意义。采用25Cr2Ni2MoV钢的疲劳裂纹扩展数据,运用Paris模型、NASGRO模型、Zhu-Xuan模型分别预测疲劳裂纹扩展门槛值,比较各模型的预测误差;进一步将Zhu-Xuan模型与转折点预测模型结合而建立的双线性评价模型,与ASME规范和BS 7910标准中的评价模型,开展相对误差和准确度的比较。结果表明,Zhu-Xuan模型误差在10%以内,准确度最高;双线性评价模型预测结果与试验数据具有较好的一致性、更高的准确度和稳定性,其精度提升程度最高可达28.6%。得出Zhu-Xuan模型及双线性评价模型对CrMoV钢材料的门槛值预测及寿命精准评定具有较好的适用性的结论。 展开更多
关键词 CRMOV钢 疲劳裂纹扩展 Zhu-Xuan模型 双线性模型 近门槛值区 精度
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钢桥面板典型焊接构造细节疲劳裂纹扩展数值模拟
10
作者 田亮 徐正 +2 位作者 赵健 樊立龙 王宇宁 《焊接学报》 北大核心 2025年第9期64-74,共11页
为研究钢桥面板典型构造细节在焊接残余应力与车辆荷载耦合作用下疲劳开裂问题,对U肋双面焊连接部位、U肋-横隔板连接部位进行焊接过程数值模拟,建立钢桥面板壳-实体单元耦合的节段有限元模型,基于扩展有限元法进行静态应力强度因子计... 为研究钢桥面板典型构造细节在焊接残余应力与车辆荷载耦合作用下疲劳开裂问题,对U肋双面焊连接部位、U肋-横隔板连接部位进行焊接过程数值模拟,建立钢桥面板壳-实体单元耦合的节段有限元模型,基于扩展有限元法进行静态应力强度因子计算和动态裂纹扩展行为分析.研究结果表明,U肋双面焊连接部位和U肋-横隔板连接部位焊缝区域均存在较大的焊接残余拉应力,其最大值均接近钢材的屈服强度;在仅考虑车辆荷载作用下,U肋双面焊节点的顶板内、外侧焊趾处的疲劳裂纹以及U肋-横隔板构造细节的横隔板弧形开孔处均不会开裂;U肋腹板焊趾处和横隔板焊趾处会发生开裂,但与实桥扩展情况不一致;引入焊接残余应力后,顶板内侧焊趾处的裂纹比外侧焊趾处裂纹扩展更快,裂纹类型均为以Ⅰ型主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合裂纹;U肋腹板焊趾处裂纹是以Ⅰ型为主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合裂纹,横隔板焊趾处的疲劳裂纹是以Ⅰ型为主导的Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹;横隔板弧形开孔处属于Ⅰ型开裂. 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 扩展有限元法 疲劳裂纹 焊接残余应力 应变能释放
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结构疲劳长裂纹扩展速率新模型研究 被引量:4
11
作者 刘建涛 杜平安 +1 位作者 黄明镜 周晴 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2009年第5期538-546,共9页
比较现有疲劳长裂纹扩展速率模型的特点和不足,基于裂纹扩展钝化复锐理论推导,提出了广义钝化复锐疲劳长裂纹扩展速率模型(GPLFCPRM),并推导获得了疲劳长裂纹扩展速率模型通项.该模型克服了现有疲劳长裂纹扩展速率模型的缺点,能有效地... 比较现有疲劳长裂纹扩展速率模型的特点和不足,基于裂纹扩展钝化复锐理论推导,提出了广义钝化复锐疲劳长裂纹扩展速率模型(GPLFCPRM),并推导获得了疲劳长裂纹扩展速率模型通项.该模型克服了现有疲劳长裂纹扩展速率模型的缺点,能有效地描述自门槛值到断裂点全过程的裂纹扩展规律,具有明确的物理含义,且可反映材料的强度特性、断裂特性和热处理状态等因素对疲劳裂纹扩展速率的影响.通过LZ50钢、A533-B、AlZnMgCu0.5和0.5Cr0.5Mo0.25V钢疲劳裂纹扩展速率试验,结果反映该模型与试验结果十分吻合,且具有更广的通用性和应用推广价值. 展开更多
关键词 疲劳裂纹 门槛值 循环应力比 断裂韧度 扩展模型
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不同应力比下疲劳裂纹扩展速率的改进公式 被引量:5
12
作者 吴乔国 陈学东 +2 位作者 范志超 聂德福 魏仁超 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期160-165,共6页
研究金属材料在不同应力比下的疲劳裂纹扩展速率描述公式,包括Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅰ-Ⅲ型三种模式。基于现有疲劳裂纹扩展速率公式和对试验数据进行归纳,建立了以J积分变化幅ΔJ为控制参量的疲劳裂纹扩展速率改进公式。在公式中,通过引入应力... 研究金属材料在不同应力比下的疲劳裂纹扩展速率描述公式,包括Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅰ-Ⅲ型三种模式。基于现有疲劳裂纹扩展速率公式和对试验数据进行归纳,建立了以J积分变化幅ΔJ为控制参量的疲劳裂纹扩展速率改进公式。在公式中,通过引入应力比修正系数M将不同应力比R下的数据ΔJ等效到R=0时对应的ΔJeq0,并给出了M^R的经验关系式。最后,通过对文献中Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅰ-Ⅲ型的疲劳裂纹扩展速率试验数据进行分析发现,本文建立的改进公式可以对不同应力比下的试验数据进行较好的描述。 展开更多
关键词 疲劳裂纹扩展 J积分 Ⅰ、Ⅲ、Ⅰ-Ⅲ型 应力比 改进公式
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3种疲劳裂纹扩展速率模型比较 被引量:7
13
作者 张杰 马永亮 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2012年第8期35-38,共4页
Paris模型、Walker模型和Forman模型是常用的3种疲劳裂纹扩展速率模型,为比较3种模型在不同应力比下,拟合疲劳裂纹稳定扩展阶段速率的异同,采用标准紧凑拉伸试样进行疲劳裂纹扩展速率试验,由试验数据拟合得到3种模型公式的参数,并进行... Paris模型、Walker模型和Forman模型是常用的3种疲劳裂纹扩展速率模型,为比较3种模型在不同应力比下,拟合疲劳裂纹稳定扩展阶段速率的异同,采用标准紧凑拉伸试样进行疲劳裂纹扩展速率试验,由试验数据拟合得到3种模型公式的参数,并进行对比分析。结果表明,3种模型拟合精度均随应力比增大逐渐降低;对于单一应力比下的疲劳裂纹扩展,3种模型均具有较好的精度,但对于不同应力比下的疲劳裂纹扩展,Walker模型的拟合结果随应力比增大略有失真;而Forman模型的拟合结果随应力比增大有较大失真。 展开更多
关键词 疲劳裂纹扩展 Paris模型 Walker模型 Forman模型
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基于改进McEvily模型的深海结构表面裂纹疲劳扩展模拟(英文) 被引量:4
14
作者 罗广恩 崔维成 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期645-655,共11页
文章基于改进的McEvily模型预测深海结构表面裂纹的疲劳寿命。采用ANSYS软件进行三维有限元分析来计算表面裂纹的应力强度因子,裂纹增量和对应的载荷循环数通过改进的McEvily模型计算得到。使用APDL语言对ANSYS软件进行二次开发,实现了... 文章基于改进的McEvily模型预测深海结构表面裂纹的疲劳寿命。采用ANSYS软件进行三维有限元分析来计算表面裂纹的应力强度因子,裂纹增量和对应的载荷循环数通过改进的McEvily模型计算得到。使用APDL语言对ANSYS软件进行二次开发,实现了应力强度因子计算、有限元网格的自动更新和裂纹疲劳整个扩展过程的自动模拟。以深海结构典型节点试件为例子,阐述了表面裂纹疲劳扩展数值分析方法,包括改进的McEvily模型参数的确定、应力强度因子的有限元计算和疲劳裂纹扩展的数值模拟,得出结构的疲劳寿命和表面裂纹的扩展形貌变化。最后,将计算结果与其他扩展速率模型预测的结果以及试验结果进行对比,结果表明改进的McEvily模型的疲劳寿命预测结果相比其他扩展速率模型更为接近试验结果,说明基于改进的McEvily模型的疲劳裂纹扩展数值模拟是合理的、可行的。 展开更多
关键词 疲劳裂纹扩展 应力强度因子 有限元分析 表面裂纹 裂纹扩展模型
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07MnNiCrMoVDR钢在硫化氢溶液中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率数学模型(英文) 被引量:2
15
作者 纪冬梅 周昌玉 胡毓仁 《船舶力学》 EI 北大核心 2005年第6期103-112,共10页
本文通过试验研究07MnNiCrMoVDR钢在硫化氢水溶液中的腐蚀疲劳裂纹扩展特性,根据试验数据,利用神经网络,以介质浓度、载荷频率、应力比作为输入节点,裂纹扩展速率系数C作为输出节点,训练该网络预测不同条件下的裂纹扩展速率。根据由神... 本文通过试验研究07MnNiCrMoVDR钢在硫化氢水溶液中的腐蚀疲劳裂纹扩展特性,根据试验数据,利用神经网络,以介质浓度、载荷频率、应力比作为输入节点,裂纹扩展速率系数C作为输出节点,训练该网络预测不同条件下的裂纹扩展速率。根据由神经网络所预测的数据找出这三个影响因素在裂纹扩展速率系数C中的关系表达式,从而回归出07MnNiCrMoVDR钢在硫化氢水溶液中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率数学模型。 展开更多
关键词 07MnNiCrMoVDR H2S水溶液 腐蚀疲劳 疲劳裂纹扩展 数学模型
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07MnNiCrMoVDR在硫化氢溶液中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率数学模型 被引量:5
16
作者 纪冬梅 周昌玉 《压力容器》 2003年第8期1-3,52,共4页
以空气中腐蚀疲劳裂纹扩展速率为基准,引入环境加速因子Cenv,且把Cenv与Cair合并为C,用于表达07MnNiCrMoVDR钢在硫化氢溶液中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率。利用Matlab中的神经网络工具箱,以介质浓度、载荷频率、应力比作为输入节点,C作为输... 以空气中腐蚀疲劳裂纹扩展速率为基准,引入环境加速因子Cenv,且把Cenv与Cair合并为C,用于表达07MnNiCrMoVDR钢在硫化氢溶液中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率。利用Matlab中的神经网络工具箱,以介质浓度、载荷频率、应力比作为输入节点,C作为输出节点,训练该网络预测不同条件下的裂纹扩展速率。根据训练完毕神经网络预测不同条件下的C,利用Original找出这三个影响因素在裂纹扩展速率系数C中的关系表达式,从而由Matlab中的统计工具箱回归出07MnNiCrMoVDR钢在硫化氢溶液中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率数学模型。 展开更多
关键词 07MNNICRMOVDR钢 H2S水溶液 腐蚀疲劳 疲劳裂纹扩展 数学模型
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加载频率变化的腐蚀疲劳裂纹扩展速率数学模型 被引量:11
17
作者 李强 周昌玉 +1 位作者 黄文龙 吴宝娟 《南京化工大学学报》 2000年第1期32-36,共5页
试验得出了 0 Cr1 8Ni9钢在质量分数为 0 .1 % Na Cl溶液中 4个不同加载频率下的腐蚀疲劳裂纹扩展速率。结合试验结果 ,并采用数学分析方法 ,给出了环境加速因子 C( f)的表达式 ,进而提出了一种腐蚀疲劳裂纹扩展速率的 dad N~ (ΔK ,f ... 试验得出了 0 Cr1 8Ni9钢在质量分数为 0 .1 % Na Cl溶液中 4个不同加载频率下的腐蚀疲劳裂纹扩展速率。结合试验结果 ,并采用数学分析方法 ,给出了环境加速因子 C( f)的表达式 ,进而提出了一种腐蚀疲劳裂纹扩展速率的 dad N~ (ΔK ,f )数学计算模型。 展开更多
关键词 腐蚀疲劳 裂纹扩展 加载频 数学模型
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基于改进McEvily裂纹扩展模型的新型钛合金疲劳可靠性分析 被引量:2
18
作者 王珂 赵春阳 +1 位作者 白旭 屠本阳 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第1期102-107,共6页
针对传统的Paris裂纹扩展模型在可靠性研究中不能考虑小裂纹扩展过程的问题,本文基于改进McEvily裂纹扩展模型,建立疲劳可靠性的极限状态计算方程,采用一次二阶矩验算点法对可靠度指标及其参数敏感性进行计算分析。通过与基于Paris裂纹... 针对传统的Paris裂纹扩展模型在可靠性研究中不能考虑小裂纹扩展过程的问题,本文基于改进McEvily裂纹扩展模型,建立疲劳可靠性的极限状态计算方程,采用一次二阶矩验算点法对可靠度指标及其参数敏感性进行计算分析。通过与基于Paris裂纹扩展模型的可靠性结果对比表明:改进McEvily裂纹扩展模型下的可靠度指标为4.17,在Paris裂纹扩展模型下的可靠度指标为4.08,Paris模型只考虑了裂纹稳定扩展的过程,其可靠性计算结果更为保守;通过参数灵敏度分析得知,不确定变量中的材料参数m、初始裂纹尺寸a0、临界裂纹尺寸ac对可靠度指标有较大程度的影响。小裂纹扩展阶段的主要影响参数即裂纹闭合水平k,其变异系数对失效概率的影响较小但系数达到0.16时失效速率有进一步增长趋势。 展开更多
关键词 新型钛合金 改进McEvily裂纹扩展模型 一次二阶矩法 可靠度指标 参数敏感性分析
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钢桥复杂构造疲劳裂纹跨尺度扩展与寿命预测 被引量:3
19
作者 崔闯 郑秋松 +2 位作者 袁晓鹏 张宁 张清华 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期578-585,共8页
针对传统宏观唯像学方法无法描述钢桥疲劳损伤由微观到宏观的多尺度演化过程的问题,建立了可描述钢桥复杂构造疲劳裂纹跨尺度扩展与寿命预测方法.首先,结合微观晶体塑性本构模型,建立了以能量耗散理论为基础的微观短裂纹成核与扩展模型... 针对传统宏观唯像学方法无法描述钢桥疲劳损伤由微观到宏观的多尺度演化过程的问题,建立了可描述钢桥复杂构造疲劳裂纹跨尺度扩展与寿命预测方法.首先,结合微观晶体塑性本构模型,建立了以能量耗散理论为基础的微观短裂纹成核与扩展模型.同时,结合线弹性断裂力学,建立了宏观长裂纹扩展模型.在此基础上,以钢桥典型的纵肋与顶板焊接构造细节为研究对象,结合既有疲劳试验,模拟并验证了微观短裂纹的成核、扩展,以及宏观长裂纹扩展全过程.数值模拟结果与试验结果基本一致,表明所提出的疲劳裂纹跨尺度扩展与寿命预测方法对于钢桥复杂构造细节疲劳损伤演化与评估具有较好的适用性. 展开更多
关键词 钢桥 疲劳损伤演化 位错偶极子模型 裂纹成核扩展 裂纹扩展
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力学-电化学交互作用下E690钢的腐蚀疲劳裂纹扩展速率理论模型 被引量:2
20
作者 马剑军 刘肖 王恒 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期57-63,共7页
基于腐蚀疲劳中力学-电化学交互作用过程的能量转换,利用能量守恒、电化学热力学及腐蚀电化学原理,研究在腐蚀疲劳体系中动能、势能以及阳极溶解电化学能的变化,建立E690高强钢的腐蚀疲劳裂纹扩展速率理论模型,并通过腐蚀疲劳裂纹扩展... 基于腐蚀疲劳中力学-电化学交互作用过程的能量转换,利用能量守恒、电化学热力学及腐蚀电化学原理,研究在腐蚀疲劳体系中动能、势能以及阳极溶解电化学能的变化,建立E690高强钢的腐蚀疲劳裂纹扩展速率理论模型,并通过腐蚀疲劳裂纹扩展试验验证该理论模型的准确性。结果表明:质量分数3.5%NaCl溶液会加速E690高强钢疲劳裂纹初期的扩展,降低疲劳寿命,应力比的提高会明显加速腐蚀疲劳裂纹扩展,同时降低裂纹扩展门槛值;理论模型计算得到疲劳裂纹扩展速率与试验结果基本吻合,相对误差小于10%,说明该模型可以很好地描述E690高强钢的腐蚀疲劳裂纹扩展行为。 展开更多
关键词 腐蚀疲劳 裂纹扩展 能量守恒 理论模型 E690高强钢
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