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考虑施扰山体影响的耐张型悬索支撑输电结构风振疲劳损伤分析 被引量:1
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作者 李正良 王邦杰 王涛 《振动工程学报》 北大核心 2025年第2期279-291,共13页
由于受扰山体风场会受到附近其他山体的影响,处于受扰山体风场中的耐张型悬索支撑输电结构风振疲劳损伤需要考虑施扰山体的影响。为了分析施扰山体对耐张型悬索支撑输电结构风振疲劳损伤的影响,本文进行了复杂山地风场特性风洞试验,讨... 由于受扰山体风场会受到附近其他山体的影响,处于受扰山体风场中的耐张型悬索支撑输电结构风振疲劳损伤需要考虑施扰山体的影响。为了分析施扰山体对耐张型悬索支撑输电结构风振疲劳损伤的影响,本文进行了复杂山地风场特性风洞试验,讨论了受扰山体风场平均风修正系数和脉动风修正系数随施扰山体坡度、高度和间距的变化规律,并提出了相应的分布模型;基于非线性有限元理论,建立了考虑施扰山体影响的耐张型悬索支撑输电结构风振非线性有限元模型;采用雨流计数法和Miner线性疲劳累积损伤准则进行疲劳损伤分析;通过本文提出的框架研究了施扰山体对某两跨耐张型悬索支撑输电结构风振疲劳损伤的影响。结果表明:随着施扰山体坡度的增大,耐张型悬索支撑输电结构各部位疲劳损伤呈先减小后增大的变化趋势;施扰山体高度对各部位疲劳损伤的影响较小,无明显变化规律;当施扰山体间距为0~600 m时,各部位疲劳损伤随着间距的增大而逐渐减小,当施扰山体间距为600~800 m时,各部位疲劳损伤随着间距的增大而陡然增大;在同一施扰山体影响下,支撑导线悬索和导线的端部疲劳损伤均较跨中更大。 展开更多
关键词 悬索支撑输电结构 风振疲劳损伤 Miner线性疲劳累积损伤准则 复杂山地风场 施扰山体
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非线性超声技术在气瓶早期疲劳损伤检测中的可行性研究
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作者 祖宁 郭勇 +4 位作者 杨飒 李雪峥 王恒 王璇 牛卫飞 《化工设备与管道》 北大核心 2025年第3期9-15,共7页
文章采用非线性超声导波二次谐波法,研究了高强度气瓶在使用过程中的疲劳损伤行为。实验利用RAM-5000 SNAP声学测试系统,针对在原始状态和疲劳损伤状态下的同一气瓶进行了非线性超声检测,结果显示该气瓶在疲劳后所测得的非线性系数明显... 文章采用非线性超声导波二次谐波法,研究了高强度气瓶在使用过程中的疲劳损伤行为。实验利用RAM-5000 SNAP声学测试系统,针对在原始状态和疲劳损伤状态下的同一气瓶进行了非线性超声检测,结果显示该气瓶在疲劳后所测得的非线性系数明显高于原始状态,这表明气瓶在服役过程中由于疲劳损伤引发了材料非线性效应的增强。通过采用该技术,可以为气瓶早期疲劳损伤的检测提供有效方法,为气瓶的安全运行保障提供技术支撑。 展开更多
关键词 非线性超声技术 气瓶疲劳损伤 疲劳寿命
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装备碰撞调谐质量阻尼器的近海单桩风机疲劳损伤分析
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作者 孔凡 穆拉提江•麦麦提 +2 位作者 孙香红 夏红兵 王恒 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期48-57,共10页
为研究碰撞调谐质量阻尼器(PTMD)在风浪联合作用下对海上单桩风机疲劳损伤的控制效果,以美国国家可再生能源实验室(NREL)的5 MW基准单桩海上风机为研究对象,利用拉格朗日方程建立风浪联合作用下单桩风机-PTMD系统的运动方程。考虑Kaima... 为研究碰撞调谐质量阻尼器(PTMD)在风浪联合作用下对海上单桩风机疲劳损伤的控制效果,以美国国家可再生能源实验室(NREL)的5 MW基准单桩海上风机为研究对象,利用拉格朗日方程建立风浪联合作用下单桩风机-PTMD系统的运动方程。考虑Kaimal湍流谱模型和Jonswap波高谱,分别得到随机风速时程和波浪荷载时程,基于Palmgren-Miner线性疲劳累积损伤理论及雨流计数法,分析了单桩风机-PTMD系统的疲劳损伤。结果表明:最优碰撞参数以及调谐频率下的PTMD能够显著减轻风浪联合荷载作用下风机的疲劳损伤,PTMD质量块无需过大行程即可满足风机实际使用要求;即使在失谐情况下,PTMD仍具有较好的减轻风机疲劳损伤的作用;提出的PTMD技术具有很好的应用前景,可在海上风电场中广泛应用,提升海上单桩风机塔身的安全性和疲劳特性。 展开更多
关键词 近海单桩风机 碰撞调谐质量阻尼器 风浪联合作用 疲劳损伤
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计及动力学参数辨识的风电齿轮传动系统疲劳损伤预估
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作者 李浩 吕稳 +1 位作者 谭建军 杨书益 《可再生能源》 北大核心 2025年第4期476-483,共8页
文章通过建立风电齿轮传动系统扭转动力学模型,提出了基于机理模型与运行状态的风电齿轮传动系统动力学参数辨识与疲劳损伤预估方法,分析了不同齿轮磨损状态下的风电齿轮传动系统动态响应与疲劳损伤预估效果。分析结果表明:通过辨识得... 文章通过建立风电齿轮传动系统扭转动力学模型,提出了基于机理模型与运行状态的风电齿轮传动系统动力学参数辨识与疲劳损伤预估方法,分析了不同齿轮磨损状态下的风电齿轮传动系统动态响应与疲劳损伤预估效果。分析结果表明:通过辨识得到的齿轮转动惯量和啮合刚度与目标值吻合较好;同一齿轮的接触疲劳损伤普遍大于弯曲疲劳损伤,且齿轮磨损会加剧动态啮合力波动,增大疲劳损伤,在不同齿轮磨损状态下,系统动态响应和齿轮疲劳损伤的预估值与目标值均吻合较好。 展开更多
关键词 风电机组 齿轮传动 参数辨识 疲劳损伤
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超声振动下黑钨矿石疲劳损伤演化过程试验研究
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作者 蔡改贫 冯向阳 +2 位作者 宋佳 刘宾宾 郝书灏 《金属矿山》 北大核心 2025年第4期29-35,共7页
为研究超声振动下矿石的疲劳损伤演化过程,以黑钨矿石为研究对象进行超声振动间断加载试验,通过动态信号测试分析系统得到矿石不同深度处的应变波曲线,分析矿石损伤演化过程中相应的应变响应变化特征。结果表明:矿石经过超声振动间断加... 为研究超声振动下矿石的疲劳损伤演化过程,以黑钨矿石为研究对象进行超声振动间断加载试验,通过动态信号测试分析系统得到矿石不同深度处的应变波曲线,分析矿石损伤演化过程中相应的应变响应变化特征。结果表明:矿石经过超声振动间断加载试验出现裂隙压密阶段、稳态变形阶段和静态回弹阶段。在裂隙压密阶段,矿石的应变幅值急剧衰减,内部裂纹逐渐闭合;在稳态变形阶段,加载端面10 mm和30 mm深度处矿石的应变幅值超声加载进程不断增大,但整体波动趋于平稳,裂纹逐渐增加;在静态回弹阶段,应变幅值曲线并未完全回归至平衡零点位置,矿石出现回弹变形,此时裂纹达到最大。分析了超声激振次数对矿石的疲劳损伤演化的影响规律,表明激振次数的增加使矿石内部的损伤进一步增大,最终使矿石破碎;矿物在超声振动下出现了不可逆形变。研究成果有助于深入认识黑钨矿石在超声振动下的损伤演化过程,为超声破碎在工程应用上提供理论依据。 展开更多
关键词 超声振动 疲劳损伤 黑钨矿石 应变响应 裂纹
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疲劳损伤诱发的碟形弹簧刚度退化分析
6
作者 张晓光 郝鑫瑞 韩绍年 《机械强度》 北大核心 2025年第7期49-55,共7页
碟形弹簧在使用过程中会承受循环位移载荷,造成疲劳损伤,导致碟形弹簧发生刚度退化,当累积到足以导致断裂的程度,对补偿功能造成不可逆的影响。因此,研究了在循环载荷下,碟形弹簧材料内部发生疲劳损伤及其结构的刚度退化情况。在传统的... 碟形弹簧在使用过程中会承受循环位移载荷,造成疲劳损伤,导致碟形弹簧发生刚度退化,当累积到足以导致断裂的程度,对补偿功能造成不可逆的影响。因此,研究了在循环载荷下,碟形弹簧材料内部发生疲劳损伤及其结构的刚度退化情况。在传统的刚度退化模型的基础上考虑碟形弹簧几何非线性的特点以及循环载荷的作用,建立一个适用于碟形弹簧的刚度退化模型。分析了在循环载荷作用后碟形弹簧的结构体系受力性能的变化情况以及刚度退化规律,运用有限元软件对模型进行了验证。基于试验数据对模型进行修正,得到可用于计算碟形弹簧刚度退化程度的模型。该模型可以预测碟形弹簧结构在服役过程中的变形及结构疲劳损伤、性能退化程度判定,可为碟形弹簧的应用提供一定的依据和参考。 展开更多
关键词 位移载荷 碟形弹簧 疲劳损伤 刚度退化 弹塑性
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等幅循环荷载下钾长花岗岩疲劳损伤力学特性试验
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作者 吕玺琳 张海 +2 位作者 刘先林 米德才 薛大为 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第10期1508-1517,共10页
为研究上限应力比对钾长花岗岩疲劳损伤力学特性的影响,开展了单轴压缩试验和4组不同上限应力比(0.75、0.80、0.85、0.90)下的等幅循环加卸载试验。基于试验数据,总结分析了钾长花岗岩应力-应变曲线、疲劳寿命、疲劳极限应变比及宏微观... 为研究上限应力比对钾长花岗岩疲劳损伤力学特性的影响,开展了单轴压缩试验和4组不同上限应力比(0.75、0.80、0.85、0.90)下的等幅循环加卸载试验。基于试验数据,总结分析了钾长花岗岩应力-应变曲线、疲劳寿命、疲劳极限应变比及宏微观破坏特征演变规律。基于循环加卸载过程中的滞回曲线,计算了动模量、阻尼比、动泊松比及累积残余应变等重要参数。进一步地提出了平均残余应变法计算钾长花岗岩变形破坏过程中的损伤值。结果表明,试样存在一个扩容应力比,当上限应力比高于此值时,试样发生疲劳破坏。疲劳寿命随上限应力比增大而减小,且疲劳破坏时的轴向变形受到单轴静力应力-应变曲线演化的控制。试样宏观破坏程度随上限应力比增大而加剧,断口微观形貌随上限应力比增大而趋于复杂。疲劳破坏时的试样动模量和动泊松比呈现两阶段变化趋势,而阻尼比和残余应变呈现三阶段变化特征。通过平均残余应变法计算得到的试样疲劳损伤值与循环次数呈三阶段的“反S”型演化规律。最后,引入了低周疲劳损伤模型描述疲劳损伤规律,与试验结果对比表明,模型预测效果良好。 展开更多
关键词 循环荷载 钾长花岗岩 疲劳损伤 变形特征
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基于离散元的钢渣透水沥青混合料疲劳损伤数值仿真 被引量:5
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作者 刘振辉 陈雪琴 +2 位作者 董侨 姚波 范进 《江苏大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期98-104,共7页
采用钢渣替换透水沥青混合料中部分玄武岩粗集料,开展室内疲劳试验及数值仿真,研究钢渣透水沥青混合料的疲劳性能.基于CT扫描获取图像,通过阈值分割将混合料中钢渣、玄武岩、沥青砂浆和孔隙进行区分,导入颗粒流程序(PFC),建立颗粒直径为... 采用钢渣替换透水沥青混合料中部分玄武岩粗集料,开展室内疲劳试验及数值仿真,研究钢渣透水沥青混合料的疲劳性能.基于CT扫描获取图像,通过阈值分割将混合料中钢渣、玄武岩、沥青砂浆和孔隙进行区分,导入颗粒流程序(PFC),建立颗粒直径为0.4 mm的钢渣透水沥青混合料离散元模型,基于宏观和细观力学参数转换及虚拟强度试验进一步校正细观力学参数,开展虚拟疲劳损伤数值模拟,得到重复荷载作用下试件微裂纹扩展路径及疲劳寿命.结果表明:虚拟强度试验能够较好地模拟钢渣透水沥青混合料试件荷载与位移关系曲线,试件裂纹扩展路径符合实际断裂情况,裂纹的分布主要沿着模型内部孔隙处扩展;虚拟疲劳损伤模型能够较好地描绘平行黏结模型的黏结直径随荷载作用次数的增加而减小、随着平行黏结接触颗粒间的拉应力增大而加速减小的趋势,虚拟疲劳损伤模型计算结果和室内疲劳损伤试验结果较为接近,误差不到10%,可有效预测高应力比下钢渣透水沥青混合料的疲劳寿命. 展开更多
关键词 钢渣 透水沥青混合料 疲劳损伤 离散元方法 裂纹扩展
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均匀腐蚀下钢底板波形钢腹板组合梁疲劳损伤分析 被引量:1
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作者 韩溥禄 王根会 《桥梁建设》 北大核心 2025年第2期73-79,共7页
为了解均匀腐蚀对钢底板波形钢腹板组合梁疲劳损伤的影响,采用模型试验和理论分析进行研究。分别设计、制作缩尺比为1∶8.82的未腐蚀、盐腐蚀(均匀腐蚀)组合箱梁各1片,进行疲劳试验及静力试验,结合疲劳损伤理论,对比分析组合梁的试验现... 为了解均匀腐蚀对钢底板波形钢腹板组合梁疲劳损伤的影响,采用模型试验和理论分析进行研究。分别设计、制作缩尺比为1∶8.82的未腐蚀、盐腐蚀(均匀腐蚀)组合箱梁各1片,进行疲劳试验及静力试验,结合疲劳损伤理论,对比分析组合梁的试验现象、应力发展及疲劳损伤情况。结果表明:盐腐蚀梁底板的腐蚀现象明显,需重点关注,未腐蚀梁与盐腐蚀梁的疲劳破坏现象相同,均为跨中截面底板与腹板交界面处的焊点疲劳破坏,说明均匀腐蚀不会影响该交界面的焊缝成为疲劳破坏的疲劳源;盐腐蚀梁较未腐蚀梁的底板应力值更大,说明均匀腐蚀会增大同级荷载下梁体的疲劳损伤,使梁体的疲劳损伤提前发生;当锈蚀率小于20%时,盐腐蚀梁的疲劳损伤随锈独率增长整体呈现指数态势增长,锈蚀率越大这种增长越明显。 展开更多
关键词 钢底板波形钢腹板组合梁 均匀腐蚀 锈蚀率 疲劳损伤 疲劳试验 静力试验
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基于声发射技术的42Cr Mo钢疲劳损伤监测评价
10
作者 袁志鹏 窦艳涛 +2 位作者 蒋欣 张洪伟 陈景皓 《轴承》 北大核心 2025年第5期53-59,共7页
应用声发射技术对风电轴承常用42CrMo钢的疲劳损伤过程进行了监测,结果表明:声发射振铃计数及能量均可实现42CrMo钢疲劳裂纹近门槛扩展、稳态扩展和失稳扩展3个阶段的划分,且声发射振铃计数及能量曲线的转折点均比实测结果中进入疲劳裂... 应用声发射技术对风电轴承常用42CrMo钢的疲劳损伤过程进行了监测,结果表明:声发射振铃计数及能量均可实现42CrMo钢疲劳裂纹近门槛扩展、稳态扩展和失稳扩展3个阶段的划分,且声发射振铃计数及能量曲线的转折点均比实测结果中进入疲劳裂纹稳态扩展及失稳扩展阶段的时刻更早,即采用声发射技术能实现疲劳裂纹扩展阶段的有效预警;通过试验分析分别建立了声发射振铃计数、能量与疲劳裂纹尺寸之间的关系模型,实现了对42CrMo钢疲劳裂纹扩展尺寸的量化预测。 展开更多
关键词 滚动轴承 风电轴承 轴承钢 声发射技术 疲劳损伤 裂纹扩展
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铁磁性材料疲劳损伤磁声发射表征方法
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作者 张红亮 焦敬品 +3 位作者 唐亚军 李光海 何存富 吴斌 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第10期1146-1152,共7页
针对铁磁性关键构件服役过程中疲劳损伤检测问题,利用磁声发射对45号钢试件的疲劳损伤进行了检测。从磁声发射信号的时域波形、频谱和磁声滞回曲线中提取多种典型特征参数,并分析了常规特征参数和等效磁滞特征参数与疲劳损伤的关系。结... 针对铁磁性关键构件服役过程中疲劳损伤检测问题,利用磁声发射对45号钢试件的疲劳损伤进行了检测。从磁声发射信号的时域波形、频谱和磁声滞回曲线中提取多种典型特征参数,并分析了常规特征参数和等效磁滞特征参数与疲劳损伤的关系。结果表明,提取出的4种典型特征参数随试件疲劳周期的变化呈现不同的规律性,4种特征参数对不同疲劳程度的表征能力和敏感范围有较大的差异。随疲劳周期的增加,半周期能量和等效剩余磁通密度呈先增加后减小规律,半周期能量对试件早期疲劳状态变化更敏感,等效剩余磁通密度对疲劳阶段后期状态变化更敏感;等效矫顽力和重心频率随疲劳周期增加均呈现近似单调变化规律,适合用于试件疲劳过程的表征。重心频率对试件早期疲劳状态变化更敏感,等效矫顽力随疲劳周期数增加单调变化规律性更强。研究工作为铁磁性材料疲劳加载过程的状态监测和定量表征提供了可行思路。 展开更多
关键词 铁磁性材料 磁声发射 疲劳损伤 磁声滞回曲线 等效磁滞特征参数 无损检测与评价
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航天器长途运输疲劳损伤分析方法
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作者 方耀鹏 刘佳 +2 位作者 林滢 刘刚 叶桑 《航天器工程》 北大核心 2025年第3期166-175,共10页
针对当前实际运输工况下航天器运输过程的疲劳损伤缺乏定量有效的分析方法这一问题,文章采用时域雨流循环计数法、线性累积疲劳损伤法则等对典型的稳态随机振动环境、离散冲击环境、静态载荷环境开展分析,提出面向不同运输方式的通用疲... 针对当前实际运输工况下航天器运输过程的疲劳损伤缺乏定量有效的分析方法这一问题,文章采用时域雨流循环计数法、线性累积疲劳损伤法则等对典型的稳态随机振动环境、离散冲击环境、静态载荷环境开展分析,提出面向不同运输方式的通用疲劳损伤计算方法,并针对后续产品运输疲劳余量量化制定了地面等效试验规范谱。研究结果对实现运输过程产品健康数字化管理具有一定指导意义。 展开更多
关键词 航天器 运输 疲劳损伤 等效试验
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风力机结构的实时疲劳损伤预测方法
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作者 赵艳 孙硕程 +3 位作者 王新武 布欣 李晓露 陈枫 《太阳能学报》 北大核心 2025年第10期655-662,共8页
为掌握风力机塔架实际消耗的疲劳损伤,基于振动监测对风力机进行疲劳评估至关重要。对1.5 MW风力机的塔底应变进行长期监测,基于雨流计数法提出实时预测疲劳损伤的新方法。该方法通过将过去无法形成完整循环的残波和新测量的应力数据串... 为掌握风力机塔架实际消耗的疲劳损伤,基于振动监测对风力机进行疲劳评估至关重要。对1.5 MW风力机的塔底应变进行长期监测,基于雨流计数法提出实时预测疲劳损伤的新方法。该方法通过将过去无法形成完整循环的残波和新测量的应力数据串联,预测当前的损伤,并将新的残波储存,继续和后续测量应力结合,实时计算风力机的疲劳损伤。使用该方法得到的疲劳损伤和将已知数据作为连续序列得到的结果完全相同,证明了该方法的准确性。同时,该方法只需储存历史数据的残波即可,占用的内存更少,这为风力机结构疲劳损伤的在线实时预测提供了解决方案。 展开更多
关键词 风力机 监测 疲劳损伤 寿命预测 残波串联法
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考虑Goodman修正的浮式风力机系泊线疲劳损伤分析
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作者 张建勇 李志川 +1 位作者 齐磊 唐友刚 《太阳能学报》 北大核心 2025年第9期116-121,共6页
该文针对大型浮式风力机的系泊系统,研究其疲劳计算分析方法,引入Goodman方程,考虑动张力的平均应力值来修正系泊线应力的非对称峰值,并基于修正后的不同应力峰值确定临界疲劳循环次数,进而计算疲劳损伤。利用该方法计算10MW风力机系泊... 该文针对大型浮式风力机的系泊系统,研究其疲劳计算分析方法,引入Goodman方程,考虑动张力的平均应力值来修正系泊线应力的非对称峰值,并基于修正后的不同应力峰值确定临界疲劳循环次数,进而计算疲劳损伤。利用该方法计算10MW风力机系泊线的疲劳损伤和疲劳寿命,结果表明系泊线平均应力值对疲劳损伤有重要影响,在系泊线的疲劳分析中,应引入Goodman修正计算疲劳损伤,该文10MW风力机疲劳性能满足要求。 展开更多
关键词 风力机 系泊线 疲劳损伤 Goodman方程 非对称循环应力
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基于应变监测的风力机疲劳损伤影响因素分析
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作者 赵艳 孙硕程 +2 位作者 王新武 赵思钊 布欣 《可再生能源》 北大核心 2025年第10期1353-1360,共8页
疲劳损伤是决定风力机寿命的关键因素,可以通过应变监测开展风力机结构的疲劳损伤机理研究。在应用疲劳评估方法之前,须要了解影响疲劳损伤的因素,并在后续疲劳损伤计算时进行合理的考虑。文章基于1.5 MW风力机塔底应变的监测数据,对影... 疲劳损伤是决定风力机寿命的关键因素,可以通过应变监测开展风力机结构的疲劳损伤机理研究。在应用疲劳评估方法之前,须要了解影响疲劳损伤的因素,并在后续疲劳损伤计算时进行合理的考虑。文章基于1.5 MW风力机塔底应变的监测数据,对影响疲劳损伤结果的S-N曲线、平均应力修正、计算时窗长度等因素进行具体研究。结果表明:不同S-N曲线计算的疲劳总损伤相差较大,对于低应力范围的风力机,采用DNVGL和ABS规范中的S-N曲线计算损伤更为合理;而平均应力修正与否对该监测风力机疲劳损伤的影响并不大;此外,采用不同计算时窗长度得到的疲劳损伤差异很大,当计算时窗为10 min时,损伤结果的误差高达20.7%。为此,文章引入残波串联法对雨流计数的残余数据进行处理,经计算验证,残波串联法能完全消除计算时窗长度引起的误差,提高疲劳损伤计算结果的准确性。 展开更多
关键词 风力机 疲劳损伤 S-N曲线 计算时窗长度 残波串联法
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深层煤岩脉冲水力压裂裂缝扩展与疲劳损伤机理
16
作者 杨睿月 陆美全 +4 位作者 李敖 成浩瑾 井美洋 黄中伟 李根生 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第4期948-958,共11页
融合室内物模实验与机器学习主控因素分析,探索深层煤岩脉冲水力压裂可行性,揭示脉冲压裂煤岩裂缝扩展规律及脉冲载荷的作用机制。研究表明:脉冲水力压裂通过诱发煤体疲劳破坏,可有效降低破裂压力,提升裂缝网络体积。低垂向应力差异系数... 融合室内物模实验与机器学习主控因素分析,探索深层煤岩脉冲水力压裂可行性,揭示脉冲压裂煤岩裂缝扩展规律及脉冲载荷的作用机制。研究表明:脉冲水力压裂通过诱发煤体疲劳破坏,可有效降低破裂压力,提升裂缝网络体积。低垂向应力差异系数(小于0.31)、低峰值压力比(小于0.9)与高水平应力差异系数(大于0.13)、高脉冲幅度比(大于等于0.5)、高脉冲频率(大于等于3 Hz)利于降低破裂压力;高垂向应力差异系数(大于等于0.31)、高脉冲幅度比(大于等于0.5)与低水平应力差异系数(小于等于0.13)、低峰值压力比(小于0.9)、低脉冲频率(小于3Hz)利于促进复杂缝网形成。垂向应力和峰值压力是影响脉冲水力压裂改造效果最主要的地质和工程参数。煤阶不同,其地质力学特征和天然裂缝发育情况也不同,脉冲水力压裂的主控机制也不同,低阶煤主要表现为基质强度的劣化,高阶煤以激活天然裂缝和层理面为主,中阶煤则基质强度劣化与微裂缝连通并存。脉冲水力压裂通过“劣化基质强度+提升缝网连通度”双机制形成复杂缝网。 展开更多
关键词 深层煤岩气 脉冲水力压裂 煤阶 疲劳损伤 基质强度劣化 破裂压力 微裂缝连通 复杂缝网
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基于改进M-H模型的转向架构架疲劳损伤分析 被引量:1
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作者 唐毓晗 王悦东 郭涛 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1279-1290,共12页
高速动车组转向架焊接构架的疲劳失效大多由多级复杂载荷作用下的疲劳损伤累积引起。在多级加载下,疲劳损伤的累积过程呈现出明显的载荷顺序效应和载荷相互作用效应,使疲劳损伤分析和疲劳寿命预测复杂化。疲劳损伤分析常用的Palmgren-Mi... 高速动车组转向架焊接构架的疲劳失效大多由多级复杂载荷作用下的疲劳损伤累积引起。在多级加载下,疲劳损伤的累积过程呈现出明显的载荷顺序效应和载荷相互作用效应,使疲劳损伤分析和疲劳寿命预测复杂化。疲劳损伤分析常用的Palmgren-Miner线性累积损伤模型无法描述多级加载下损伤的非线性行为,基于非线性累积损伤准则的Manson-Halford模型因未考虑载荷相互作用效应而造成了多级加载疲劳寿命预测的不准确性。为解决传统的Manson-Halford非线性累积损伤模型损伤分析的不准确性,通过将生态学中有机物的分解类比于材料在多级加载下力学性能的退化的方式,提出改进的Manson-Halford非线性累积损伤模型,并对其合理性和准确性进行验证。以某动力车转向架构架为研究对象,根据UIC615-4标准施加多级载荷,应用等效结构应力和确定概率的主S-N曲线计算构架损伤值,并基于Palmgren-Miner线性累积损伤模型、传统的Manson-Halford非线性累积损伤模型和改进的Manson-Halford非线性累积损伤模型对比分析构架多级载荷下的累积损伤。研究结果表明:3种模型分析所得构架的累积损伤值均小于1,构架疲劳强度满足要求。改进的Manson-Halford非线性累积损伤模型提高了多级加载疲劳损伤分析和疲劳寿命预测的准确性,并且相比于Palmgren-Miner线性累积损伤模型的损伤分析更加保守,相比于传统的Manson-Halford非线性累积损伤模型没有损失较多的设计安全裕量,因此能够应用于多级加载下结构的疲劳损伤分析。研究结果为进一步提高高速动车组转向架构架等关键结构的疲劳损伤分析与服役寿命预测的合理性和准确性提供参考。 展开更多
关键词 转向架构架 疲劳损伤 变幅载荷 改进Manson-Halford模型 等效结构应力
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基于神经网络模型的宽带非高斯随机过程疲劳损伤分析 被引量:1
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作者 袁奎霖 彭士凤 《船舶力学》 北大核心 2025年第1期85-97,共13页
对于遭受各种随机环境载荷的海洋结构物而言,在设计阶段对其进行疲劳损伤评估尤为重要。海洋结构物的响应经常呈现出宽带特性和非高斯统计特征。因此,本文提出一种基于神经网络模型的宽带非高斯随机过程疲劳损伤评估方法。采用多种功率... 对于遭受各种随机环境载荷的海洋结构物而言,在设计阶段对其进行疲劳损伤评估尤为重要。海洋结构物的响应经常呈现出宽带特性和非高斯统计特征。因此,本文提出一种基于神经网络模型的宽带非高斯随机过程疲劳损伤评估方法。采用多种功率谱与不同带宽参数、S-N曲线斜率参数以及非高斯过程偏度与峰度的组合对所提出的神经网络模型进行训练和测试。分析输入层神经元、隐藏层神经元个数以及隐藏层层数对模型预报精度的影响,确定最优的神经网络结构。以时域雨流计数法计算的疲劳损伤结果作为基准,采用真实双模态功率谱进行数值试验,并与多种频域疲劳损伤分析方法进行比较,证明本文所建立的神经网络模型具有更好的准确性和鲁棒性。 展开更多
关键词 神经网络 宽带非高斯过程 疲劳损伤 雨流计数法
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风冰耦合下的碎冰区海上风机疲劳损伤分析
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作者 周陈炎 张佳宁 陈玲 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期31-35,共5页
疲劳破坏是海上风机结构失效的主要模式之一,而高纬度海域由于存在海冰灾害,必须考虑冰载荷对风机结构的影响。以带抗冰锥体的5MW单桩式风机为对象,建立了一种风冰联合作用下的耦合数值模型。首先,根据叶素-动量(BEM)理论计算出风载荷... 疲劳破坏是海上风机结构失效的主要模式之一,而高纬度海域由于存在海冰灾害,必须考虑冰载荷对风机结构的影响。以带抗冰锥体的5MW单桩式风机为对象,建立了一种风冰联合作用下的耦合数值模型。首先,根据叶素-动量(BEM)理论计算出风载荷时历。基于计算流体力学-离散元的耦合方法(CFD-DEM)构建出数值碎冰池,模拟出风机与碎冰之间的相互作用力。将风、冰载荷加载到风机有限元模型上进行瞬态动力学分析,获得各疲劳子工况下的热点应力。最后,根据S-N曲线的时域法计算得到评估位置的总疲劳损伤。结果表明:风速与结构疲劳损伤呈现正相关关系,但在切入风速和切出风速附近损伤增长率平缓。结构疲劳损伤对海冰漂速的敏感度与海冰密集度有关。风、冰载荷之间并不是相互独立,两者相互影响。本方法可为寒区风机的疲劳损伤评估提供一定的参考。 展开更多
关键词 风冰耦合 BEM CFD-DEM 碎冰 疲劳损伤
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考虑低应力循环影响的风电结构疲劳损伤模型
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作者 戴靠山 杜航 +3 位作者 罗宇骁 熊川楠 李源 孙仲泽 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期522-530,共9页
为更精确地预测风电支撑结构焊缝与螺栓在含大量低应力循环(低于疲劳极限)的变幅荷载作用下的疲劳寿命,提出一种考虑低应力损伤饱和效应和强化效应的风电结构疲劳损伤评估模型。该模型在前人提出的非线性连续介质损伤力学(NLCD)模型基础... 为更精确地预测风电支撑结构焊缝与螺栓在含大量低应力循环(低于疲劳极限)的变幅荷载作用下的疲劳寿命,提出一种考虑低应力损伤饱和效应和强化效应的风电结构疲劳损伤评估模型。该模型在前人提出的非线性连续介质损伤力学(NLCD)模型基础上,引入新的特征变量对原有模型进行改进,对所搜集的相关高、低应力变幅疲劳试验数据进行分析拟合,将所提模型与工程中广泛使用的Miner准则和原NLCD模型进行对比。结果表明,在低应力循环占比较高的情况下,Miner准则无法考虑低应力循环的损伤贡献而导致预测结果偏高,NLCD模型考虑到每次低应力循环的损伤无限累加而导致预测结果趋于保守。相比之下,修正模型具有更优的精度,同时能较好地预测疲劳寿命随高应力幅值、低应力幅值、高-低应力循环周次比等参数的变化趋势,初步验证了所提出模型的有效性和正确性。 展开更多
关键词 风电机组 疲劳损伤 强化效应 损伤饱和 非线性连续介质损伤力学模型
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