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考虑材料动态记忆特性的疲劳累积损伤模型
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作者 周思柱 向琼垚 曾云 《中国机械工程》 北大核心 2025年第8期1740-1748,共9页
为了评估工程构件在变幅载荷下的疲劳寿命,提高疲劳寿命的预测精度,以应力-寿命曲线(S⁃N曲线)为基础,考虑工程结构件承受循环载荷导致材料内部晶界开裂、滑移挤入、挤出引起的损伤和不可逆退化,引入了一种新形式的材料记忆性能函数,建... 为了评估工程构件在变幅载荷下的疲劳寿命,提高疲劳寿命的预测精度,以应力-寿命曲线(S⁃N曲线)为基础,考虑工程结构件承受循环载荷导致材料内部晶界开裂、滑移挤入、挤出引起的损伤和不可逆退化,引入了一种新形式的材料记忆性能函数,建立了一种新型疲劳累积损伤模型。采用30NiCrMoV12和30CrMnSiA两种材料的泵头体进行两级加载试验,以验证所提模型对疲劳寿命预测的准确性。结果表明:考虑材料动态记忆特性的疲劳累积损伤模型与其他模型相比,在高-低两级加载工况下的疲劳寿命预测结果在1.5倍的误差带内,预测误差均值小于0.1,具有较高的预测精度。 展开更多
关键词 材料记忆性能 疲劳寿命预测 疲劳累积损伤 应力-寿命曲线
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均质岩石高边坡开挖爆破累积损伤的演化机制研究 被引量:1
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作者 董源 胡英国 +2 位作者 刘美山 李庚泉 马晨阳 《岩土力学》 北大核心 2025年第9期2929-2942,共14页
岩石高边坡开挖保留岩体损伤演化是多台阶频繁爆破累积作用的结果,明确在频繁爆破荷载扰动下岩石高边坡岩体损伤形成机制对边坡稳定有重要意义。以白鹤滩水电站岩石高边坡开挖为工程背景,首先对拱肩槽边坡开挖爆破开展单孔和跨孔声波测... 岩石高边坡开挖保留岩体损伤演化是多台阶频繁爆破累积作用的结果,明确在频繁爆破荷载扰动下岩石高边坡岩体损伤形成机制对边坡稳定有重要意义。以白鹤滩水电站岩石高边坡开挖为工程背景,首先对拱肩槽边坡开挖爆破开展单孔和跨孔声波测试,通过连续测试多次爆破对保留岩体的累积损伤影响,揭示了均质岩石高边坡累积损伤主要由本层台阶爆破引起,下层台阶次之,随着爆心距的增加,3~5个台阶爆破以后几乎不造成累积损伤影响;进而以白鹤滩水电站左岸高程700~650 m的岩石高边坡开挖为对象,采用LS-DYNA软件完全重启动技术,模拟了5层台阶循环爆破荷载作用下岩石高边坡保留岩体累积损伤演化规律,结果表明均质岩石高边坡累积损伤具有局部特征,本层台阶占比70%~82%,相邻台阶占比10%~20%,从定量描述岩体累积损伤范围的角度,数值模拟与现场数据吻合较好;基于应力判别对爆破损伤形成机制进行了分析,岩石高边坡累积损伤是本级台阶近区压损伤,中远区张拉损伤和下级各台阶爆破应力波反射拉应力联合作用的结果;最后,基于回归分析方法建立了爆破频次与损伤程度、损伤深度的损伤预测模型,结果表明均质岩石高边坡梯段开挖引起保留岩体的累积损伤仅与当前爆破梯段及邻近的2个梯段开挖关系密切,损伤区的损伤程度随爆破荷载扰动次数增加而呈现指数型衰减的累积特征。在此基础上,提出了考虑累计损伤效应的爆破振动安全控制标准。相比于单次爆破,频繁爆破荷载扰动下安全控制标准更为严格,当前采用的控制标准不利于安全控制。 展开更多
关键词 岩石高边坡 爆破荷载 累积损伤 演化 控制标准
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累积损伤条件下的风电叶片延寿评估
3
作者 曾世龙 马强 +2 位作者 李德旺 白学宗 安宗文 《太阳能学报》 北大核心 2025年第8期114-119,共6页
该文讨论了叶片延寿相关的标准体系及要求,依据延寿评估程序,提出疲劳累积损伤条件下的叶片延寿评估方法。首先,在役工况下测量挥舞和摆振方向叶片根部弯矩载荷,并获取叶片所经历的风速和湍流强度,建立俘获矩阵。其次,结合雨流计数法、... 该文讨论了叶片延寿相关的标准体系及要求,依据延寿评估程序,提出疲劳累积损伤条件下的叶片延寿评估方法。首先,在役工况下测量挥舞和摆振方向叶片根部弯矩载荷,并获取叶片所经历的风速和湍流强度,建立俘获矩阵。其次,结合雨流计数法、等效载荷变换和Miner准则进行累积损伤计算,以瑞利分布构建疲劳载荷谱。接着,以累积损伤和已工作寿命年限,计算年度损伤值,求出累积总损伤不超过疲劳破坏临界损伤值的延寿区间。最后,以某型1.5 MW叶片为例进行延寿评估,验证方法的可行性。 展开更多
关键词 风电叶片 累积损伤 弯矩载荷 风速 延寿
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舰船设备关键零件的冲击损伤累积及寿命预测方法
4
作者 陈卓 闫明 金映丽 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期163-170,共8页
针对舰船设备在海战时遭受敌方武器及自身火炮后坐力冲击造成的损伤累积问题,提出了隶属函数和Miner损伤累积理论相结合的冲击疲劳寿命预测方法。从外界冲击中提取冲击幅值和均值,根据GM(1,1)模型预测冲击幅值的参数,并利用BP(back prop... 针对舰船设备在海战时遭受敌方武器及自身火炮后坐力冲击造成的损伤累积问题,提出了隶属函数和Miner损伤累积理论相结合的冲击疲劳寿命预测方法。从外界冲击中提取冲击幅值和均值,根据GM(1,1)模型预测冲击幅值的参数,并利用BP(back propagation)神经网络修正残差提高预测精度。利用疲劳模数与寿命的联系提出一种新的应力-寿命模型,并基于多项式变异理论确定模型中的参数。将舰船设备上的关键零件6061铝合金轴作为试验对象,并结合几种隶属函数预测试件的冲击疲劳寿命。结果表明:采用Γ分布隶属函数求得的冲击疲劳寿命预测值与试验值相比误差最小,且当Γ分布中的k值一定时,参数a_(1)的变化在初始阶段对预测值基本不产生影响,只有当a_(1)逐渐接近S_(0)时才会有微小的影响。说明提出的疲劳寿命预测方法是可靠的,为舰船设备关键零件的冲击损伤累积研究及寿命预测提供理论参考和数据基础。 展开更多
关键词 灰色估计 多项式变异 冲击损伤累积 隶属函数 寿命预测
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循环爆破作用下锁固型岩质边坡的累积损伤效应及稳定性分析
5
作者 刘康琦 刘红岩 +2 位作者 霍泽楠 薛雷 张光雄 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第4期150-162,共13页
岩石中存在许多微裂纹和微孔洞,这些微裂纹和微孔洞在动荷载作用下会萌生、扩展和聚并,导致岩石失稳和破坏。在进行爆破开挖时,预留岩体会受到循环爆破产生的动荷载影响,产生累积损伤,从而导致岩体强度降低,甚至破坏。为了模拟这一物理... 岩石中存在许多微裂纹和微孔洞,这些微裂纹和微孔洞在动荷载作用下会萌生、扩展和聚并,导致岩石失稳和破坏。在进行爆破开挖时,预留岩体会受到循环爆破产生的动荷载影响,产生累积损伤,从而导致岩体强度降低,甚至破坏。为了模拟这一物理过程,将现有的能够较好地描述岩石动态损伤的岩石动态损伤本构模型通过二次开发嵌入到FLAC中,用于分析锁固型岩质边坡在循环爆破作用下的损伤效应及稳定性。结果表明:考虑岩质边坡累积损伤效应后,随着循环爆破次数的增加,边坡稳定性逐渐降低。对于锁固型岩质边坡,锁固段的破坏首先发生在两端,然后向中间扩散,岩体在其中呈现递进破坏模式。由于考虑了岩质边坡的累积损伤,每次爆破后边坡的安全系数都会减小。当不考虑累积损伤时,边坡的安全系数基本不变。另外,锁固段在软弱夹层中的位置影响边坡的破坏模式和稳定性。因此,在进行类似工程活动时,应考虑岩体的累积损伤效应,避免工程事故的发生。 展开更多
关键词 循环爆破 累积损伤 动态损伤本构模型 二次开发 锁固段
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基于失效概率等效原理的损伤累积概率模型
6
作者 陈卓 闫明 金映丽 《振动与冲击》 北大核心 2025年第14期132-138,共7页
冲击损伤累积模型在材料的抗冲击设计和寿命预测中起着至关重要的作用,为了准确量化其演化过程和概率特征,提出了基于失效概率等效原理的损伤模型和平均寿命预测公式。首先,分析了材料疲劳寿命和损伤累积的一般分布特征以及冲击疲劳损... 冲击损伤累积模型在材料的抗冲击设计和寿命预测中起着至关重要的作用,为了准确量化其演化过程和概率特征,提出了基于失效概率等效原理的损伤模型和平均寿命预测公式。首先,分析了材料疲劳寿命和损伤累积的一般分布特征以及冲击疲劳损伤累积的一般规律。其次,基于失效概率等效理论,给出相应的概率损伤模型和预期寿命公式。最后,以6061铝合金轴为试验对象,比较基于失效概率等效原理的损伤模型和累积损伤均值模型的预测误差,结果表明前者的预测精度显著优于后者。铝合金试件的疲劳损伤累积率在早期相对较大,随着加载次数的增加逐渐减小,最后呈现出快速增长的趋势。证明提出的冲击损伤概率模型是可靠的,为材料的概率损伤研究提供理论参考和数据基础。 展开更多
关键词 失效概率等效原理 冲击损伤累积 概率损伤模型 威布尔分布
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不确定风载下风力机叶片疲劳累积损伤计算方法
7
作者 郜佳佳 孙鹏文 +1 位作者 孙文博 郭文强 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期515-521,共7页
提出不确定风载下风力机叶片疲劳累积损伤计算方法。基于风场实测数据,应用最大似然估计法采用多种分布函数对其进行拟合和效果评价,探究不确定风载下循环载荷的表征方法。以风速区间为基本单位,考虑叶片受到的非比例多轴应力作用,采用... 提出不确定风载下风力机叶片疲劳累积损伤计算方法。基于风场实测数据,应用最大似然估计法采用多种分布函数对其进行拟合和效果评价,探究不确定风载下循环载荷的表征方法。以风速区间为基本单位,考虑叶片受到的非比例多轴应力作用,采用多轴疲劳累积损伤理论,研究风速实测周期内的疲劳累积损伤计算方法;结合风速区间分布概率,推导出叶片长期疲劳累积损伤计算模型。工程实例表明:该方法能够得到较为准确的叶片服役时长疲劳累积损伤。 展开更多
关键词 疲劳累积损伤 分布概率 风力机叶片 不确定风载 多轴应力
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UHPC动/静态累积损伤对比试验研究
8
作者 邵溪晗 黄成龙 李述涛 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第6期181-190,217,共11页
针对UHPC动/静态加载后材料损伤的差异,提出了一种等应变控制的对比加载试验设计方案。试验使用应变片控制,通过试件破坏形态、波速衰减和剩余力学性能来对比分析UHPC材料性能,并进行数字图像相关技术(DIC)验证。DIC观测下的应变数据计... 针对UHPC动/静态加载后材料损伤的差异,提出了一种等应变控制的对比加载试验设计方案。试验使用应变片控制,通过试件破坏形态、波速衰减和剩余力学性能来对比分析UHPC材料性能,并进行数字图像相关技术(DIC)验证。DIC观测下的应变数据计算结果与应变片测试结果的误差分别为5.32%和16.41%,误差在合理范围内且大小关系一致。结果表明:①等应变条件下,动应变损伤试件破坏程度、波速衰减和力学性能下降均比静应变损伤试件显著;②高应变或高应变率情况下,动/静态等应变下UHPC材料单次累积损伤差异高于低应变,现有混凝土本构模型的损伤参数尚未对其合理考虑。以上结果初步揭示了静/动加载模式对材料损伤的差异,为在本构模型损伤项中科学考虑应变率效应影响奠定了一定基础。 展开更多
关键词 UHPC 动/静态累积损伤 试验设计 霍普金森杆 等应变 DIC
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石英石的损伤累积-断裂特性研究
9
作者 周龙旭 王嘉伟 +3 位作者 柳随年 胡轶文 李沛 曹钊 《金属矿山》 北大核心 2025年第4期87-94,共8页
矿石颗粒受反复冲击而裂隙逐渐发育直至断裂是碎矿磨矿中的重要现象,可用TAVARES提出的损伤累积-断裂模型来描述。石英石作为重要的脉石矿物,其损伤累积特性值得研究。基于此,开展了石英石单颗粒冲击破碎试验,并通过对Tavares模型中的... 矿石颗粒受反复冲击而裂隙逐渐发育直至断裂是碎矿磨矿中的重要现象,可用TAVARES提出的损伤累积-断裂模型来描述。石英石作为重要的脉石矿物,其损伤累积特性值得研究。基于此,开展了石英石单颗粒冲击破碎试验,并通过对Tavares模型中的损伤系数进行系统化的分析与计算,研究了损伤累积理论在颗粒破碎过程中的重要作用,探讨了在球磨过程中颗粒损伤累积的重要性。研究表明,通过单颗粒冲击试验和数值模拟,证实了损伤累积系数γ是影响颗粒破碎行为的关键参数,γ值越小,颗粒越容易发生破碎;提出了简易的模型参数反算方法,用落重试验快速预估损伤累积系数γ,得到γ=5.7时粒度5.6~6.7 mm的石英石颗粒的破碎规律;通过对球磨机中颗粒碰撞能量频率分布的仿真分析,揭示了球磨机中矿石颗粒受到抛落冲击下的破碎主要由众多低能量碰撞的累积效应导致,单次高能冲击的贡献较小。研究结论有助于加深对石英石破碎本质的理解以及球磨机破碎机理的认识,为进一步提高球磨机的效率提供了新视角。 展开更多
关键词 石英石 损伤累积 矿石断裂 破碎概率 球磨仿真
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动静组合荷载下隧道锚固围岩累积损伤效应与支护优化 被引量:1
10
作者 于远祥 沈鹏 +1 位作者 张永亮 王有发 《西安科技大学学报》 北大核心 2024年第6期1095-1106,共12页
周期性掘进爆破致使隧道锚固围岩损伤程度逐步累积,其塑性区扩展甚至失稳,严重威胁隧道后续安全施工与运营。通过建立动静载作用下锚固围岩单元体受力模型,基于杆岩协调变形原理及爆破主频率衰减规律,研究锚固围岩在地应力、孔隙水压力... 周期性掘进爆破致使隧道锚固围岩损伤程度逐步累积,其塑性区扩展甚至失稳,严重威胁隧道后续安全施工与运营。通过建立动静载作用下锚固围岩单元体受力模型,基于杆岩协调变形原理及爆破主频率衰减规律,研究锚固围岩在地应力、孔隙水压力、锚杆支护力等静荷载及掘进爆破动荷载作用下的损伤变形机理,推导了动静载作用下锚固围岩累积损伤后的塑性区及破碎区半径计算式,分析了不同因素作用下锚固围岩变形范围的演化规律。结果表明:动静载作用下隧道锚固围岩变形范围随着孔隙水压力、爆破冲击力、周边炮孔数量、损伤变量的增大而逐步增加,随地质强度指标的增大而减小;西气东输商南4^(#)隧道K85.0~K195.7段锚固围岩扰动损伤区范围为8 m,塑性区及破碎区半径分别为5.08,3.74 m;支护优化方案实施后,隧道拱顶下沉量减少了58%,侧墙相对移近量减少了60%,围岩变形控制效果良好。该研究为隧道安全高效施工提供了可靠保障。 展开更多
关键词 隧道开挖 锚固围岩 动静组合荷载 累积损伤 支护优化
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循环荷载作用下石灰岩动态力学响应特征与损伤演化机制 被引量:1
11
作者 雷小磊 汪海波 +2 位作者 段继超 王梦想 吕闹 《振动与冲击》 北大核心 2025年第10期30-40,57,共12页
为了探究循环荷载作用下石灰岩力学性能以及损伤演化机理,开展了一系列室内试验、理论分析和数值模拟。首先,对石灰岩实施了分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)单次与等幅循环冲击试验,并结合Weibull损伤理论构建... 为了探究循环荷载作用下石灰岩力学性能以及损伤演化机理,开展了一系列室内试验、理论分析和数值模拟。首先,对石灰岩实施了分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)单次与等幅循环冲击试验,并结合Weibull损伤理论构建动载损伤演化模型,并利用ANSYS/LSDYNA软件对石灰岩开展循环爆破数值模拟。结果显示,单次冲击作用下,冲击气压升高导致石灰岩峰值应力增大、屈服应变增加;循环冲击作用下,随着冲击气压从0.15 MPa升至0.30 MPa,试件破裂所需冲击次数逐渐减少,由13次减至3次;随着冲击次数增加,试件屈服应变增大,弹性模量、峰值应力降低,累积损伤近1时发生破坏;爆破次数增加,模型炮孔周边的粉碎区域扩大,主裂纹持续扩展,损伤不断累积。本研究定义的损伤变量实现了对循环冲击荷载作用下累积损伤演化全过程完整统一的描述,建立的爆破荷载作用下岩石损伤表达式有效揭示了单次爆破过程中岩石损伤分布特性,符合工程爆破理论体系,能够为工程爆破作业提供重要参考。 展开更多
关键词 分离式霍普金森压杆(SHPB)试验 循环冲击 数值模拟 循环爆破 累积损伤
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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
12
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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一种电力变压器短路累积机械损伤评价方法 被引量:5
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作者 欧强 罗隆福 +2 位作者 李勇 杨贤 周腊吾 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2578-2590,共13页
多次短路会逐渐积累绕组机械损伤,最终导致电力变压器损坏。然而,目前缺乏一种量化评估方法来评估此类损伤,这对电网的安全运行构成了威胁。因此,该文提出一种考虑绕组的非线性特点和累积过程的电力变压器绕组短路累积机械损伤评价方法... 多次短路会逐渐积累绕组机械损伤,最终导致电力变压器损坏。然而,目前缺乏一种量化评估方法来评估此类损伤,这对电网的安全运行构成了威胁。因此,该文提出一种考虑绕组的非线性特点和累积过程的电力变压器绕组短路累积机械损伤评价方法,为评估绕组短路对电力变压器的影响提供了新的途径。该方法采用阻尼比和可靠性损失系数作为特征量,通过指数型曲线来模拟绕组机械弱化过程。同时考虑变压器的初始承受短路的能力、短路电流幅值和故障次数等影响因素,量化了短路损伤与绕组动态机械寿命之间的关系。此外,通过对一台110 kV电力变压器进行多次短路破坏性试验,验证了该评价方法的正确性。最后,阐述了提出的评价方法适用于不同的校核控制方法,并强调了控制阻尼比在减少累积损伤方面的积极作用。 展开更多
关键词 电力变压器 短路 累积损伤 可靠性 评价
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正弯矩循环加载下盾构管片接头损伤特性数值模拟研究
14
作者 赵旭 谢伟杰 +5 位作者 黄景琦 张泽彬 杜修力 赵密 曹胜涛 张凤琳 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第9期1080-1091,共12页
为了探究正弯矩循环荷载对管片接头力学性能的影响,以某地铁线单层衬砌管片接头为研究对象,建立三维精细化的盾构管片接头数值模型,在与已有单向正弯矩下管片接头力学破坏试验对比验证的基础上,开展单向正弯矩循环加载下管片接头全过程... 为了探究正弯矩循环荷载对管片接头力学性能的影响,以某地铁线单层衬砌管片接头为研究对象,建立三维精细化的盾构管片接头数值模型,在与已有单向正弯矩下管片接头力学破坏试验对比验证的基础上,开展单向正弯矩循环加载下管片接头全过程破坏数值模拟,研究管片接头破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化以及耗能能力等,并进一步探讨轴力和螺栓预紧力对管片接头循环力学性能的影响规律。研究结果表明:1)管片接头在单向正弯矩循环加载作用下的破坏过程可划分为5个阶段,即弹性阶段、塑性硬化阶段、承载力第1次下降阶段、平台阶段及第2次下降破坏阶段;2)循环加载显著降低了管片接头的承载能力,并存在明显的强度与刚度下降等损伤累积特征;3)轴力减弱了接头滞回曲线的捏拢效应,提高了峰值弯矩及延性性能,而螺栓预紧力对接头滞回曲线捏拢效应影响较小,并会降低接头峰值弯矩和提高接头延性性能。 展开更多
关键词 管片接头 正弯矩 循环加载 力学性能 数值模拟 损伤累积
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FGH96高温变幅疲劳载荷试验及损伤累积模型研究 被引量:1
15
作者 姜仁杰 杨晓光 +2 位作者 黄佳 程穆威 石多奇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期207-215,共9页
针对涡轮盘用镍基高温合金FGH96,开展两级疲劳载荷试验以及谱载荷试验。试验载荷设计参考了涡轮盘关键点载荷及实测飞行任务谱特征。采用常见损伤累积模型对试验结果进行分析。结果显示,FGH96在低-高载荷次序下循环分数和大于1,在高-低... 针对涡轮盘用镍基高温合金FGH96,开展两级疲劳载荷试验以及谱载荷试验。试验载荷设计参考了涡轮盘关键点载荷及实测飞行任务谱特征。采用常见损伤累积模型对试验结果进行分析。结果显示,FGH96在低-高载荷次序下循环分数和大于1,在高-低载荷次序下循环分数和小于1,符合常见非线性疲劳损伤累积模型的预期;对于谱载荷的疲劳寿命,由Chaboche非线性疲劳损伤模型与时间分数模型组成的损伤累积模型的预测则偏保守,且具有较高的预测精度,预测结果均在2倍偏差带内。 展开更多
关键词 镍基高温合金 损伤累积模型 变幅疲劳载荷 次序效应 谱载荷
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铁路隧道初期支护混凝土爆破累积损伤特征 被引量:1
16
作者 杨德志 赵岩 王海龙 《混凝土》 CAS 北大核心 2024年第10期40-45,共6页
依托京张高铁草帽山隧道工程,开展爆破振动监测及声波测试。爆破振动监测结果表明:隧道初期支护对应的质点峰值振动速度满足萨道夫斯基公式。声波测试结果表明:随着爆破次数的增多,爆破累积损伤逐渐增大。但随着爆破距离的增大,累积损... 依托京张高铁草帽山隧道工程,开展爆破振动监测及声波测试。爆破振动监测结果表明:隧道初期支护对应的质点峰值振动速度满足萨道夫斯基公式。声波测试结果表明:随着爆破次数的增多,爆破累积损伤逐渐增大。但随着爆破距离的增大,累积损伤的增量却呈逐渐减小的趋势。通过数据分析及曲线拟合的方式分别得到爆破施工对应的累积损伤范围(R_(cr))及临界爆破振动速度(PPV_(cr))。数值分析结果显示,累积损伤范围(R_(cr))与对应的临界爆破振动速度(PPV_(cr))之间存在良好的指数函数关系,通过设定相应的爆破振动速度阈值可以达到定量控制爆破损伤范围的目的。 展开更多
关键词 声波测试 爆破振动监测 爆破荷载 累积损伤 初期支护 控制阈值
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重载铁路隧道衬砌结构车致累积损伤演化规律 被引量:1
17
作者 饶晨捷 王景春 +2 位作者 王大鹏 侯卫红 牛星 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期282-288,共7页
为研究重载铁路马蹄形隧道车致损伤分布特征及演化规律,结合混凝土塑性损伤本构模型和规范推荐的混凝土拉压本构关系。以改进的Miner累积损伤理论为基础,建立了重载铁路单线马蹄形隧道-围岩耦合动力模型,研究了重载列车长期作用下隧道... 为研究重载铁路马蹄形隧道车致损伤分布特征及演化规律,结合混凝土塑性损伤本构模型和规范推荐的混凝土拉压本构关系。以改进的Miner累积损伤理论为基础,建立了重载铁路单线马蹄形隧道-围岩耦合动力模型,研究了重载列车长期作用下隧道衬砌结构的损伤分布特征、累积损伤、损伤增量演化规律。结果显示:衬砌长期车致损伤主要分布在轨下仰拱处、仰拱与边墙交接处和仰拱填充与边墙交接处;边墙部分损伤由内侧向外侧演化,仰拱部分损伤由外侧向内侧演化;满载通行相比于空载最大损伤位置损伤量增大3.41倍;累积损伤及损伤增量都随着运营次数的增加而增大,且呈现非线性变化;隧道运营期间应在损伤增量进入显著增长区时,进行隧道衬砌的检测养护工作。 展开更多
关键词 重载铁路 混凝土塑性损伤 累积损伤理论 损伤分布 损伤演化
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基于灰色马尔科夫模型的随机多次冲击损伤累积研究 被引量:1
18
作者 陈卓 闫明 金映丽 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第24期295-300,共6页
针对海战时舰船设备遭受敌方武器冲击及自身火炮后坐力造成的损伤累积问题,提出了结合灰色马尔科夫模型和Dirlik公式的随机多次冲击损伤累积预测方法。以GM(1,1)模型为基础,通过引入马尔科夫状态转移矩阵,给出新的灰色马尔科夫方法处理... 针对海战时舰船设备遭受敌方武器冲击及自身火炮后坐力造成的损伤累积问题,提出了结合灰色马尔科夫模型和Dirlik公式的随机多次冲击损伤累积预测方法。以GM(1,1)模型为基础,通过引入马尔科夫状态转移矩阵,给出新的灰色马尔科夫方法处理和预测随机冲击载荷数据。基于Dirlik公式,提出一种在随机冲击下零件的损伤累积和寿命预测方法。以铝合金6061轴试样为研究对象,将该方法与Miner法的预测值对比。结果表明,随机冲击下的预期损伤率与峰度成正相关,较大的峰度对冲击疲劳损伤有显著的影响。该方法得到的寿命预测值与真实值的误差更小,显著优于传统的Miner法。该方法可靠并偏于保守,可以为舰船设备零件的随机多次冲击损伤累积研究提供数据支持和理论参考。 展开更多
关键词 冲击损伤累积 灰色马尔科夫模型 Dirlik公式 功率谱密度
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累积疲劳损伤的数值积分算法 被引量:1
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作者 藤瑞品 宋晓琳 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第3期277-282,共6页
提出了采用高斯-勒让德公式进行数值积分的累积疲劳损伤计算方法,该方法通过对包含当量载荷概率密度函数的不可积被积函数进行数值积分来计算累积疲劳损伤。以16Mn和60Si2Mn两种材料为研究对象,基于正态分布和威布尔分布两种常见的当量... 提出了采用高斯-勒让德公式进行数值积分的累积疲劳损伤计算方法,该方法通过对包含当量载荷概率密度函数的不可积被积函数进行数值积分来计算累积疲劳损伤。以16Mn和60Si2Mn两种材料为研究对象,基于正态分布和威布尔分布两种常见的当量载荷分布形式,采用试验设计法对算法进行了验证,结果表明,采用高斯-勒让德公式进行数值积分的累积疲劳损伤算法是正确和有效的;同时与传统的八级载荷法进行了对比分析,结果表明,在连续或准连续载荷谱作用下,采用八级载荷分级法计算累积疲劳损伤会出现较大的偏差率,并且偏差率不稳定,相比于八级载荷法,高斯数值积分法是一种更优的累积疲劳损伤计算方法,可以极大地提高累积疲劳损伤的计算精度。 展开更多
关键词 累积疲劳损伤 高斯-勒让德公式 数值积分 试验设计 连续载荷 算法
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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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