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应力—强度干涉模型在系统失效概率分析中的应用及相关问题 被引量:19
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作者 谢里阳 李翠玲 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期492-497,共6页
研究一般串联、并联及KN表决系统(不要求系统中各零件失效事件是相互独立的)的失效概率建模与失效概率预测。通过详细考察、深入分析应力—强度干涉理论、方法及其在零件失效概率和系统失效概率计算中的建模过程,介绍“系统级”的应力... 研究一般串联、并联及KN表决系统(不要求系统中各零件失效事件是相互独立的)的失效概率建模与失效概率预测。通过详细考察、深入分析应力—强度干涉理论、方法及其在零件失效概率和系统失效概率计算中的建模过程,介绍“系统级”的应力—强度干涉模型及其在系统失效概率分析中的应用,并给出应用实例及其与实验观测结果的比较。与传统的先计算零件失效概率,再在各零件失效相互独立的(不真实)假设条件下建立串联、并联、表决等系统失效概率模型的方法不同,文中提出应用“系统级”的应力—强度干涉分析直接建立系统失效概率模型的方法。为应用应力—强度干涉模型预测系统失效概率,首先详细分析传统的零件失效干涉分析过程中发生的系统可靠性信息损失问题。分析表明,零件失效概率的不确定性与载荷分散程度有关,在传统的应用应力—强度干涉模型计算零件失效概率过程中遗失的失效相关性信息对系统失效概率估算是十分重要的。在此基础上,指出无法通过传统的零件可靠度参数构建一般系统(具有失效相关性的非独立失效系统)可靠性模型的原因。最后,建立能根据系统低阶失效数据预测高阶失效概率的参数化模型。 展开更多
关键词 可靠性 共因失效 系统失效概率 应力-强度干涉模型
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应力强度模型中的干涉区与失效概率 被引量:1
2
作者 阎春宁 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1991年第4期63-66,共4页
在论述可靠性工程的某些著作和文章中,当介绍应力强度模型的基本概念时,把应力分布与强度分布干涉区的面积等价为结构的失效概率。通过仔细分析和计算发现,分布干涉区的面积并不等于结构的失效概率。文中证明了分布干涉区的面积与失效... 在论述可靠性工程的某些著作和文章中,当介绍应力强度模型的基本概念时,把应力分布与强度分布干涉区的面积等价为结构的失效概率。通过仔细分析和计算发现,分布干涉区的面积并不等于结构的失效概率。文中证明了分布干涉区的面积与失效概率之间的不等式关系,给出了计算释例。 展开更多
关键词 可靠度 失效概率 分布干涉区 应力强度模型 可靠性
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基于Johnson-Cook本构模型的高强度装甲钢动态力学性能参数标定及验证 被引量:12
3
作者 张杜江 赵振宇 +3 位作者 贺良 任建伟 强鹭升 周贻来 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1966-1976,共11页
具有高屈服强度的某装甲钢广泛应用于我国装甲车辆。为准确模拟该装甲钢的动态力学行为,开展基于Johnson-Cook(J-C)本构模型的动态本构参数标定及验证。采用万能材料试验机对该装甲钢进行不同温度下的准静态拉伸试验,同时采用分离式霍... 具有高屈服强度的某装甲钢广泛应用于我国装甲车辆。为准确模拟该装甲钢的动态力学行为,开展基于Johnson-Cook(J-C)本构模型的动态本构参数标定及验证。采用万能材料试验机对该装甲钢进行不同温度下的准静态拉伸试验,同时采用分离式霍普金森压杆开展不同应变率下的压缩性能测试。基于实验数据和J-C本构模型,拟合得到该装甲钢的本构参数。基于轻气炮开展泡沫铝弹丸冲击均质梁的实验研究,分别采用J-C本构模型和理想弹塑性模型进行有限元仿真计算,并将冲击实验与数值结果进行对比分析。结果表明:该装甲钢具有应变率强化效应,且温度软化效应显著;采用J-C本构模型仿真的均质梁峰值挠度与试验结果的相对误差为1.7%~6.1%,残余挠度相对误差为0.6%~7.6%。 展开更多
关键词 强度装甲钢 johnson-cook本构模型 动态力学性能 泡沫铝弹丸 冲击实验
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2A12铝合金本构关系和失效模型 被引量:87
4
作者 张伟 魏刚 肖新科 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期276-282,共7页
通过万能材料试验机、扭转试验机、霍普金森拉杆和Taylor撞击实验研究高强铝合金2A12在常温至250℃的准静态、动态本构关系和失效模型。基于实验结果,修改了Johnson-Cook强度模型中的应变强化项以及Johnson-Cook失效模型中的温度软化项... 通过万能材料试验机、扭转试验机、霍普金森拉杆和Taylor撞击实验研究高强铝合金2A12在常温至250℃的准静态、动态本构关系和失效模型。基于实验结果,修改了Johnson-Cook强度模型中的应变强化项以及Johnson-Cook失效模型中的温度软化项,并结合数值仿真得到了模型参数。实验结果表明,2A12铝合金的应变强化效应和温度软化效应显著,而应变率硬化效应不显著;失效应变随温度的增加、应力三轴度的减小和应变率的增加而增加。 展开更多
关键词 固体力学 本构关系和失效模型 2A12铝合金 johnson-cook强度和失效模型
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DT600超高强钢力学性能研究与Johnson-Cook本构参数拟合
5
作者 王鑫博 姚文进 +3 位作者 岳东旭 朱炜 张庆 杜江军 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第8期80-88,共9页
DT600超高强度合金钢作为一种新研发的钢材,由于其具备超高强度及高韧性等特点,可应用于动能侵彻弹体。为了研究DT600超高强度钢的动态力学性能,开展了准静态压缩试验、霍普金森压杆试验及高温压缩试验,得到了DT600钢的动、静态力学性能... DT600超高强度合金钢作为一种新研发的钢材,由于其具备超高强度及高韧性等特点,可应用于动能侵彻弹体。为了研究DT600超高强度钢的动态力学性能,开展了准静态压缩试验、霍普金森压杆试验及高温压缩试验,得到了DT600钢的动、静态力学性能,并通过实验数据拟合得到Johnson-Cook本构模型参数;在此基础上,开展了DT600钢弹体侵彻混凝土靶试验,获得了弹体侵彻深度和磨蚀情况,并结合数值模拟对拟合参数进行了验证。结果表明:DT600钢的准静态屈服强度达到了1943 MPa,动态压缩条件下,具有较为明显的应变率强化、应变硬化和温度软化效应,从室温到400℃,屈服强度下降20.54%;拟合的DT600钢本构参数具有较好的准确性,弹体侵彻深度仿真结果与试验值偏差仅3.04%。研究成果可为DT600超高强钢的工程化应用提供重要参考。 展开更多
关键词 侵彻弹体 超高强度 johnson-cook本构模型 力学性能 混凝土
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7A04铝合金的本构关系和失效模型 被引量:44
6
作者 张伟 肖新科 魏刚 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期81-87,共7页
使用万能材料试验机、扭转试验机和Taylor撞击实验研究了高强铝合金7A04在常温至250℃的准静态、动态本构关系和失效模型。基于实验结果,修改了Johnson-Cook强度模型中的应变强化项以及Johnson-Cook失效模型中的温度软化项,并结合数值... 使用万能材料试验机、扭转试验机和Taylor撞击实验研究了高强铝合金7A04在常温至250℃的准静态、动态本构关系和失效模型。基于实验结果,修改了Johnson-Cook强度模型中的应变强化项以及Johnson-Cook失效模型中的温度软化项,并结合数值模拟标定了模型参数。实验结果表明,7A04铝合金的应变和应变率强化效应不显著,失效应变随温度的增加、应力三轴度的减小和应变率的减小而增加。 展开更多
关键词 固体力学 失效模型 Taylor撞击 7A04铝合金 johnson-cook模型 本构关系
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内聚力模型在结构胶接强度分析中的应用 被引量:21
7
作者 赵宁 欧阳海彬 +2 位作者 戴建京 李静 胡坤镜 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2009年第11期128-131,149,共5页
采用内聚力模型,对铝板环氧树脂胶接接头进行强度分析,模拟胶层加载过程中胶层单元失效扩展,并进行胶接接头力学实验与仿真结果对比,证明此方法的有效性;并将此方法运用于预测某复杂结构铝管胶接接头强度,为工程上合理选择胶接材料和快... 采用内聚力模型,对铝板环氧树脂胶接接头进行强度分析,模拟胶层加载过程中胶层单元失效扩展,并进行胶接接头力学实验与仿真结果对比,证明此方法的有效性;并将此方法运用于预测某复杂结构铝管胶接接头强度,为工程上合理选择胶接材料和快速估算胶接接头的承载能力提供了参考。 展开更多
关键词 内聚力模型 胶接 强度 失效扩展
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Q235B钢Johnson-Cook模型参数的确定 被引量:91
8
作者 林莉 支旭东 +2 位作者 范锋 孟上九 苏俊杰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期153-158,172,共7页
使用万能材料试验机、扭转试验机和霍普金森拉杆装置研究了Q235B钢在常温~950℃的准静态、动态力学性能,获得了Q235B强度与等效塑性应变,应变率和温度的关系以及延性与应力三轴度,应变率和温度的关系。基于实验结果,修改了Johnson-Cook... 使用万能材料试验机、扭转试验机和霍普金森拉杆装置研究了Q235B钢在常温~950℃的准静态、动态力学性能,获得了Q235B强度与等效塑性应变,应变率和温度的关系以及延性与应力三轴度,应变率和温度的关系。基于实验结果,修改了Johnson-Cook(J-C)强度模型中的应变强化项以及Johnson-Cook失效模型中的温度软化项,并结合数值仿真标定了相关模型参数。最后通过Taylor撞击试验验证了模型参数的有效性。 展开更多
关键词 固体力学 力学性能试验 强度和延性 Johnson本构关系和失效模型
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考虑共因失效的机械零部件可靠性模型 被引量:12
9
作者 王正 谢里阳 李兵 《机械设计》 CSCD 北大核心 2007年第1期4-5,69,共3页
共因失效作为相关失效的一种重要形式,普遍存在于机械零部件和系统的失效中。研究了机械零部件中由载荷所引起的相关失效现象,分析了相关失效产生的原因,运用应力-强度干涉模型,建立了存在多种失效模式的机械零部件可靠性模型,并运用该... 共因失效作为相关失效的一种重要形式,普遍存在于机械零部件和系统的失效中。研究了机械零部件中由载荷所引起的相关失效现象,分析了相关失效产生的原因,运用应力-强度干涉模型,建立了存在多种失效模式的机械零部件可靠性模型,并运用该模型对齿轮的可靠度进行了实例计算。 展开更多
关键词 共因失效 失效相关 可靠性 应力-强度干涉模型
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相关系统失效概率的次序统计量模型及共因失效原因分析 被引量:18
10
作者 谢里阳 李翠玲 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期66-71,共6页
作为可靠性或失效概率分析的基础 ,载荷—强度干涉分析可以在零件的层次上进行 ,可以在系统的层次上进行 ,也可以在次序统计量的意义上进行。文中以典型系统形式为背景 ,根据系统失效的统计学意义以及次序统计量的性质 ,应用次序统计量 ... 作为可靠性或失效概率分析的基础 ,载荷—强度干涉分析可以在零件的层次上进行 ,可以在系统的层次上进行 ,也可以在次序统计量的意义上进行。文中以典型系统形式为背景 ,根据系统失效的统计学意义以及次序统计量的性质 ,应用次序统计量 ,建立具有普适性 (不需要作独立失效假设 )的串联、并联及表决系统的失效概率模型。从所建立的次序统计量模型及次序统计量的概率密度函数本身的形式可以推论 。 展开更多
关键词 共因失效 次序统计量 系统失效概率 应力-强度干涉模型
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指数分布单元共载荷失效串联系统可靠性分析与评估模型 被引量:6
11
作者 马小兵 谷若星 +1 位作者 秦晋 赵宇 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期608-612,共5页
针对单元故障前工作时间服从指数分布的共载荷失效系统,提出了虚拟载荷的概念,建立了基于独立性假设条件的载荷—强度干涉(load-strength interference,LSI)模型与系统可靠性综合模型的概率等价关系,导出了基于单元故障率信息或试验数... 针对单元故障前工作时间服从指数分布的共载荷失效系统,提出了虚拟载荷的概念,建立了基于独立性假设条件的载荷—强度干涉(load-strength interference,LSI)模型与系统可靠性综合模型的概率等价关系,导出了基于单元故障率信息或试验数据的指数分布单元共载荷失效串联系统可靠性分析与评估模型,具体给出2种常用截尾试验情形下系统可靠度与平均故障间隔时间的点估计及置信下限估计公式,并运用Monte-Carlo模拟方法对所建立的共载荷失效模型进行了计算验证。 展开更多
关键词 系统可靠性 共载荷失效 载荷-强度干涉模型 综合评估
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基于零件条件失效概率分布的共因失效模型 被引量:4
12
作者 李翠玲 谢里阳 李剑锋 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期753-757,共5页
在分析了现有共因失效模型的适用范围与局限性的基础上,从零件失效物理模型———应力-强度干涉模型出发,把零件失效概率看作是基于应力的条件概率,即为随机变量;推导了基于零件条件失效概率分布的共因失效概率模型;通过Monte Carlo法... 在分析了现有共因失效模型的适用范围与局限性的基础上,从零件失效物理模型———应力-强度干涉模型出发,把零件失效概率看作是基于应力的条件概率,即为随机变量;推导了基于零件条件失效概率分布的共因失效概率模型;通过Monte Carlo法仿真及最优化方法优化,得到了零件条件失效概率分布的类型;对模型中的参数进行估计,得到部分失效数据下的参数估计值。该模型能够弥补传统模型某些方面的不足,通过算例验证了该方法的可行性,同时也证明了该方法具有更高的求解精度。 展开更多
关键词 共因失效 零件条件失效概率 应力-强度干涉模型 MONTE Carlo法仿真
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冗余系统共因失效概率预测模型 被引量:4
13
作者 李翠玲 李剑锋 谢里阳 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期213-216,共4页
根据可靠性数学理论,从零件失效物理模型应力-强度干涉模型出发,把零件失效概率看作是服从某种分布的随机变量,推导了冗余系统共因失效概率预测模型的数学表达式.通过Monte Carlo仿真法和神经网络技术,得到了该随机变量的分布类型及分... 根据可靠性数学理论,从零件失效物理模型应力-强度干涉模型出发,把零件失效概率看作是服从某种分布的随机变量,推导了冗余系统共因失效概率预测模型的数学表达式.通过Monte Carlo仿真法和神经网络技术,得到了该随机变量的分布类型及分布参数.该模型可以根据系统的有限失效数据预测系统任意阶失效概率,能够弥补传统共因失效模型的信息遗漏问题.最后给出实例,并与传统的BFR模型对比,结果表明,该方法比BFR模型更能精确地与实际吻合. 展开更多
关键词 共因失效 应力-强度干涉模型 零件失效概率 MONTE Carlo法仿真 神经网络
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基于内聚力模型的某传动机构涂层失效分析 被引量:2
14
作者 王宁 柳元青 +2 位作者 王波 李委托 孙国鹏 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1189-1194,共6页
硬质涂层具有耐磨性好,接触疲劳寿命高的优点,广泛应用于航天航空领域。然而在重载工况下,涂层基底的界面处可能会发生脱层失效,影响机械零件的可靠性。近年来涂层失效机理及增强涂层结合能力的研究逐渐受到关注。采用内聚力的理论模型... 硬质涂层具有耐磨性好,接触疲劳寿命高的优点,广泛应用于航天航空领域。然而在重载工况下,涂层基底的界面处可能会发生脱层失效,影响机械零件的可靠性。近年来涂层失效机理及增强涂层结合能力的研究逐渐受到关注。采用内聚力的理论模型,结合有限元模拟的方法,对涂层基体的界面分层失效行为进行分析。研究结果表明,基于内聚力理论模型的仿真分析结果与试验结果对比吻合程度高。在此基础上,讨论了不同因素对涂层结合能力大小的影响。增加涂层厚度和提高涂层弹性模量均可以提高界面的结合能力,增加零件的承载范围。 展开更多
关键词 涂层失效 内聚力模型 结合强度 有限元
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增强体颗粒失效对SiCp/Al复合材料屈服强度的影响 被引量:5
15
作者 肖代红 黄伯云 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期953-958,共6页
采用Eshelby等效夹杂理论,分析SiCp/Al复合材料受载时作用在SiC颗粒上的应力。假设SiC颗粒失效符合Weibull统计分布,在综合考虑复合材料各种强化机制的基础上,引入颗粒失效对材料屈服强度的影响,建立SiCp/Al复合材料的屈服强度模型。结... 采用Eshelby等效夹杂理论,分析SiCp/Al复合材料受载时作用在SiC颗粒上的应力。假设SiC颗粒失效符合Weibull统计分布,在综合考虑复合材料各种强化机制的基础上,引入颗粒失效对材料屈服强度的影响,建立SiCp/Al复合材料的屈服强度模型。结果表明,该模型预测的屈服强度与相应的实验结果吻合较好。同时模型显示在屈服状态下,颗粒直径较小时,复合材料的颗粒失效以界面脱粘为主,而随着粒度的增大,颗粒的断裂分数迅速增大,颗粒失效则转变为由颗粒断裂和界面脱粘共同控制。 展开更多
关键词 铝基复合材料 颗粒失效 屈服强度模型
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TC4钛合金在准静态拉伸下的本构模型及失效参数 被引量:11
16
作者 方新文 管佳佳 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期831-836,共6页
高速碰撞有限元模拟中经常涉及材料的大变形和断裂过程。基于Johnson-Cook断裂失效模型,设计了不同缺口尺寸的TC4钛合金试件,采用试验和有限元模拟相结合的方法研究了试样的断裂应变和应力三轴度。试验中制作了散斑,利用二维数字图像相... 高速碰撞有限元模拟中经常涉及材料的大变形和断裂过程。基于Johnson-Cook断裂失效模型,设计了不同缺口尺寸的TC4钛合金试件,采用试验和有限元模拟相结合的方法研究了试样的断裂应变和应力三轴度。试验中制作了散斑,利用二维数字图像相关(DIC)技术获取试件在室温准静态拉伸条件下的断裂应变;利用Abaqus软件对准静态拉伸过程进行模拟,获取各试件的平均应力三轴度。将断裂应变与平均应力三轴度进行拟合,得到了Johnson-Cook断裂失效模型参数。将断裂失效模型参数带入Pamcrash软件中进行仿真,对比试验和Pamcrash仿真的断裂形貌和载荷位移曲线,两者均呈现出较好的一致性,验证了失效模型参数的正确性。 展开更多
关键词 TC4钛合金 应力三轴度 johnson-cook断裂失效模型 断裂应变 DIC测量技术
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基于强度退化分析的结构非概率动态可靠性模型 被引量:2
17
作者 魏宗平 李天恩 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第8期1397-1401,共5页
在对结构进行可靠性分析时,概率可靠性模型和模糊可靠性模型对于原始数据信息的要求较高。为了充分利用不确定性信息弥补原始数据的不足,将材料的静强度和所受的载荷用区间变量来描述,基于材料的剩余强度退化模型,提出了剩余强度退化的... 在对结构进行可靠性分析时,概率可靠性模型和模糊可靠性模型对于原始数据信息的要求较高。为了充分利用不确定性信息弥补原始数据的不足,将材料的静强度和所受的载荷用区间变量来描述,基于材料的剩余强度退化模型,提出了剩余强度退化的区间模型,建立了结构随载荷作用次数而变化的非概率动态可靠性指标及其失效率的计算方法。通过实例的计算和分析,表明了该方法对结构可靠性分析及其失效率的预测是可行、有效和合理的。 展开更多
关键词 强度退化 区间变量 非概率可靠性模型 动态可靠性指标 失效
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共因失效系统可靠性的截尾次序统计量模型
18
作者 武滢 谢里阳 +1 位作者 李进冬 李兵 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1165-1168,共4页
以载荷-强度干涉理论为基础,以共因失效机理为依据,借用次序统计量的概念,通过实际样本强度分布(即系统中n个零件的强度分布)与次序统计量的映射关系,针对3种典型系统,提出了基于两端截尾次序统计量的系统级串联、并联及表决系统的可靠... 以载荷-强度干涉理论为基础,以共因失效机理为依据,借用次序统计量的概念,通过实际样本强度分布(即系统中n个零件的强度分布)与次序统计量的映射关系,针对3种典型系统,提出了基于两端截尾次序统计量的系统级串联、并联及表决系统的可靠性模型.应用Monte Carlo模拟方法验证了模型的正确性.与传统独立失效模型和共因失效理论分布模型相比,采用两端截尾次序统计量模型计算的可靠度最符合机械系统的实际可靠度. 展开更多
关键词 共因失效 次序统计量 截尾分布 系统可靠性 应力-强度干涉模型
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应力强度干涉模型的一种新解法
19
作者 董玉革 付世同 +1 位作者 顾德华 吴松 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期272-275,358,共5页
与应力强度干涉模型可靠性分析中通常采用的干涉变量不同,文章引入另一随机变量,并用若干个圆心为标准正态坐标系坐标原点的圆,把坐标平面划分为若干个圆环区域,每个圆环区域都包含总失效区的一部分,以实现总失效区的分割。通过计算引... 与应力强度干涉模型可靠性分析中通常采用的干涉变量不同,文章引入另一随机变量,并用若干个圆心为标准正态坐标系坐标原点的圆,把坐标平面划分为若干个圆环区域,每个圆环区域都包含总失效区的一部分,以实现总失效区的分割。通过计算引入的随机变量落在各圆环内失效区的概率,可得随机变量落在总失效区的概率。算例表明,文中的方法能够方便、有效地计算应力强度干涉模型的失效概率,计算结果可达到任意精度要求。 展开更多
关键词 应力强度干涉模型 失效概率 标准正态坐标系 失效 圆环区域
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多轴载荷下搅拌摩擦点焊接头的失效预测:一种失效经验模型
20
作者 张彪 陈鑫 +2 位作者 潘凯旋 赵康明 于贵申 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第18期3096-3100,共5页
搅拌摩擦点焊(FSSW)作为一种固相焊接技术,是适用于汽车铝质车身关键构件连接的新型工艺,且接头在服役期间处于显著的多轴应力状态。本工作采用5052H32和6061T6两种汽车铝合金制备了多种连接工况下的常规FSSW焊接接头,通过多轴加载实验... 搅拌摩擦点焊(FSSW)作为一种固相焊接技术,是适用于汽车铝质车身关键构件连接的新型工艺,且接头在服役期间处于显著的多轴应力状态。本工作采用5052H32和6061T6两种汽车铝合金制备了多种连接工况下的常规FSSW焊接接头,通过多轴加载实验获取其在多角度准静态拉伸下的失效强度,进而提出了多轴载荷下依赖于合矢力的宏观破坏准则,并给出了基于幂函数形式的临界载荷力经验判据模型,所拟合的失效包络线和实测数据吻合良好,最大预测误差为11.8%;进一步讨论了不同车用连接工况对FSSW接头静态失效特性的影响。此经验模型可为工程应用提供可靠的预测,有益于该类接头的强度安全评价和有限连接单元建模。 展开更多
关键词 汽车铝合金 搅拌摩擦点焊(FSSW) 多轴抗拉强度 失效经验模型
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