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EH36 钢变幅疲劳载荷下裂纹扩展行为和机理研究
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作者 徐连勇 黄金超 赵雷 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第6期567-575,共9页
针对海洋平台服役过程中时常遭遇到随机海况和复杂载荷作用的情况,设计对海洋平台用钢EH36钢进行变幅疲劳载荷下疲劳裂纹扩展行为试验,研究了变幅疲劳载荷作用下EH36钢疲劳裂纹扩展行为和机理.采用柔度法测量变幅疲劳载荷作用下的裂纹... 针对海洋平台服役过程中时常遭遇到随机海况和复杂载荷作用的情况,设计对海洋平台用钢EH36钢进行变幅疲劳载荷下疲劳裂纹扩展行为试验,研究了变幅疲劳载荷作用下EH36钢疲劳裂纹扩展行为和机理.采用柔度法测量变幅疲劳载荷作用下的裂纹扩展速率,并用数字图像相关(DIC)分析了变幅疲劳载荷施加前后裂纹尖端塑性区尺寸变化.采用SEM分析了不同形式变幅载荷作用区域的断口形貌特征,用裂纹尖端塑性区尺寸变化和对应断口形貌特征解释了变幅疲劳载荷作用下的裂纹扩展行为和内在机理.结果表明:单次拉伸过载能降低疲劳裂纹扩展速率,延长疲劳寿命;单次压缩过载能短暂加速疲劳裂纹扩展速率,对疲劳寿命影响不大;不同顺序拉伸和压缩过载与单次拉伸过载现象保持一致,均能降低疲劳裂纹扩展速率,延长疲劳寿命,但拉压过载的先后施加顺序会显著影响疲劳裂纹扩展的迟滞效应.分析结果表明:拉伸过载过程增大裂纹尖端塑性区,并钝化裂纹尖端,从而使疲劳裂纹扩展速率降低;压缩过载过程减小裂纹尖端塑性区,并使裂纹尖端尖锐,从而使疲劳裂纹扩展速率加速;不同顺序拉伸和压缩过载是两种作用效果的结合.试验结果能很好地描述变幅疲劳载荷下的裂纹扩展行为并给出内在机理解释,为海洋平台在复杂载荷环境下服役所造成的疲劳损伤提供理论依据和实用价值. 展开更多
关键词 疲劳裂纹扩展速率 变幅疲劳载荷 数字图像相关 塑性区 断口分析
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加载频率对TC17超高周疲劳性能影响研究
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作者 陈永辉 郭云珊 +1 位作者 潘凯 杭超 《应用力学学报》 北大核心 2025年第3期519-526,共8页
TC17钛合金是一种典型的发动机叶盘材料,其超高周疲劳性能与发动机的长寿命高可靠性设计直接相关。采用常规拉压、常规弯曲、加速拉压、加速弯曲4种试验方法开展TC17的超高周疲劳性能研究,其中常规试验频率(1500±500)Hz,加速试验频... TC17钛合金是一种典型的发动机叶盘材料,其超高周疲劳性能与发动机的长寿命高可靠性设计直接相关。采用常规拉压、常规弯曲、加速拉压、加速弯曲4种试验方法开展TC17的超高周疲劳性能研究,其中常规试验频率(1500±500)Hz,加速试验频率(20±1)kHz。获得了TC17在5×10^(5)~2×10^(9)寿命范围内的疲劳试验数据,其疲劳强度主要集中在400~570 MPa范围内。通过对不同类型的试验数据分析发现,加载频率对TC17的超高周疲劳性能影响较小,弯曲疲劳强度高于拉压疲劳强度。断口分析表明,加载频率对TC17的疲劳裂纹萌生与扩展机理无显著影响。 展开更多
关键词 超高周疲劳 钛合金 加载频率 拉压 弯曲
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双风轮风电机组过渡区两段式变桨距优化协调控制策略
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作者 佘淋淋 胡书举 +2 位作者 孟岩峰 宋斌 冯帅 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第3期72-77,共6页
在满足载荷平衡和稳定运行条件的基础上,为减小双风轮风电机组在过渡区的疲劳载荷,并确保双风轮协调配合以达到最佳功率,提出基于原始-对偶内点法的过渡区两段式变桨距优化协调控制策略。在MATLAB/Simulink中通过阶跃风验证了所提策略... 在满足载荷平衡和稳定运行条件的基础上,为减小双风轮风电机组在过渡区的疲劳载荷,并确保双风轮协调配合以达到最佳功率,提出基于原始-对偶内点法的过渡区两段式变桨距优化协调控制策略。在MATLAB/Simulink中通过阶跃风验证了所提策略的快速性和准确性。进一步建立湍流风模型下的双风轮风电机组并网仿真系统,验证了所提策略的可行性。设置评价指标量化对比所提策略与普通变桨控制,结果表明采用所提策略可缩短过渡区超速时间,减小疲劳载荷,有效降低过载程度。 展开更多
关键词 双风轮风电机组 载荷平衡 疲劳载荷 过渡区 两段式变桨距 评价指标量化
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弯扭耦合效应下风力机叶片预弯后掠对其气弹载荷影响的分析
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作者 马新稳 孙敬伟 +1 位作者 陈严 彭响华 《太阳能学报》 北大核心 2025年第9期1-10,共10页
为研究风力机柔性叶片预弯和不同后掠几何外形设计对其气弹载荷的影响,利用转动矩阵精确地表征叶素处的气流速度和叶素的位移、方向、振动速度,并对叶素动量模型进行修正建立气弹仿真模型。基于DTU10MW叶片分别设计3种不同后掠叶片,对3... 为研究风力机柔性叶片预弯和不同后掠几何外形设计对其气弹载荷的影响,利用转动矩阵精确地表征叶素处的气流速度和叶素的位移、方向、振动速度,并对叶素动量模型进行修正建立气弹仿真模型。基于DTU10MW叶片分别设计3种不同后掠叶片,对3种叶片进行静力学、动力学和气弹耦合分析。研究叶片弯扭耦合变形对叶片攻角的影响,叶片预弯、后掠引起的气动力臂增大对叶根扭矩的影响。研究发现叶片的弯扭耦合效应受叶片的几何外形影响较大,后掠叶片对降低叶根的挥舞疲劳载荷效果最好,达到-11.14%,但会大幅增大叶根扭转疲劳载荷,预弯叶片会减小叶根的挥舞和扭转疲劳载荷。 展开更多
关键词 风力机叶片 气动弹性 疲劳载荷 叶素动量模型修正 弯扭耦合
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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
5
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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循环荷载下白云岩渐进损伤试验研究
6
作者 黄颖异 陈世万 +2 位作者 余波 郑克勋 左双英 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第1期231-243,共13页
【目的】为揭示岩溶区抽水蓄能电站的典型碳酸盐岩基岩在抽水蓄能运行过程中循环荷载作用下的损伤发展及破坏机制,【方法】对岩溶区的典型地层白云岩开展了分级循环加载试验和大循环加载试验。【结果】结果表明:(1)分级循环加载过程中,... 【目的】为揭示岩溶区抽水蓄能电站的典型碳酸盐岩基岩在抽水蓄能运行过程中循环荷载作用下的损伤发展及破坏机制,【方法】对岩溶区的典型地层白云岩开展了分级循环加载试验和大循环加载试验。【结果】结果表明:(1)分级循环加载过程中,低应力循环时[(0.15~0.35)σ_(ucs),(0.35~0.55)σ_(ucs)],以孔隙压密为主;高应力循环时[(0.75~0.95)σ_(ucs)],各循环均产生不可逆应变,损伤持续积累,变形模量出现降低而泊松比持续增大。(2)应力超过“疲劳应力门槛值”时[(0.85~0.90)σ_(ucs)],声发射信号在循环加卸载过程中持续产生,损伤开始积累至岩样破坏。(3)对于大循环加载试验,应力范围为(0.30~0.85)σ_(ucs)时,试样未破坏;应力范围为(0.30~0.90)σ_(ucs)损伤可分为:初始压密塑性变形段、损伤稳定累积段、损伤加速累积段;应力范围为(0.30~0.95)σ_(ucs)时,试样损伤快速加剧至破坏,损伤阶段性不明显。【结论】认识了白云岩加、卸过程中能量演化规律及力学性质劣化机制,研究成果可为岩溶洼地抽水蓄能水库设计和工程监测提供支撑。 展开更多
关键词 循环加卸载 声发射 疲劳特性 B值 损伤变量 影响因素 力学性能
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变上限循环加卸载裂隙砂岩宏细观损伤特征研究
7
作者 刘广建 周浩 +4 位作者 牟宗龙 王康宇 裘伟奇 陈曦 王志成 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第5期77-89,共13页
为研究裂隙岩体在循环荷载作用下的宏细观损伤特征,以不同长度预制裂隙砂岩为研究对象,开展变上限循环加卸载试验,分析岩样的力学特性和宏观破坏特征;基于XRD分析结果构建裂隙砂岩UDEC数值模型,分析模型的细观损伤规律并揭示其机制。结... 为研究裂隙岩体在循环荷载作用下的宏细观损伤特征,以不同长度预制裂隙砂岩为研究对象,开展变上限循环加卸载试验,分析岩样的力学特性和宏观破坏特征;基于XRD分析结果构建裂隙砂岩UDEC数值模型,分析模型的细观损伤规律并揭示其机制。结果表明:加卸载作用能够强化裂隙较小岩样的抗变形能力,相反会增加裂隙较大岩样的破坏速度;随预制裂隙长度增大,岩样宏观破坏特征由拉剪复合破坏转化为以剪切破坏为主,且损伤的不可逆性逐渐提高;加卸载作用下岩样的损伤演化过程可划分为“弹性-强化-疲劳-破坏”4个阶段,弹性阶段模型未产生损伤,强化阶段模型形成有效抗力结构,疲劳阶段累积损伤大幅提高,卸载时张拉裂纹扩展;疲劳阶段加载过程裂纹相互扩展连结,相邻剪切微裂纹之间块体的接触点被破坏,块体间的连结失效,卸载过程应力下降模型松弛,块体间失效的连结在此时张开进而导致张拉裂纹在剪切微裂纹间萌生,加快模型的失稳破坏。研究结果揭示了变上限循环加卸载下裂隙砂岩的宏细观损伤特征,为科学评价工程稳定性提供参考。 展开更多
关键词 裂隙砂岩 变上限循环加卸载 宏观破坏特征 细观损伤规律 疲劳阶段
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基于等效裂纹法的铝合金T形焊接接头疲劳寿命评估 被引量:3
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作者 朱涛 王超 +3 位作者 田晓晨 杨冰 肖守讷 阳光武 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期40-47,共8页
针对焊接缺陷的多样性、复杂性及随机分散性等特征,提出一种以一组高应力疲劳试验结果作为参考点的等效裂纹法开展焊接结构的疲劳寿命研究。以疲劳试验结果作为参考,假设一个完整板中的初始裂纹等效焊接结构中的缺陷及应力集中效应,基... 针对焊接缺陷的多样性、复杂性及随机分散性等特征,提出一种以一组高应力疲劳试验结果作为参考点的等效裂纹法开展焊接结构的疲劳寿命研究。以疲劳试验结果作为参考,假设一个完整板中的初始裂纹等效焊接结构中的缺陷及应力集中效应,基于线弹性断裂力学和Paris公式计算等效裂纹扩展寿命作为焊接结构的疲劳失效寿命。提出基于等效裂纹法的结构疲劳寿命计算流程;开展铝合金T形焊接接头的疲劳试验以及拟合P-S-N曲线;基于T形焊接接头的焊根失效模式采用等效裂纹方法预测T形接头的计算P-S-N曲线,并与试验拟合曲线进行对比,相对误差为10%,验证了该方法的可行性与有效性;最后,通过一组变幅载荷谱疲劳试验与预测P-S-N曲线对比,相对误差均小于15%,同时也验证了该方法对于变幅载荷的适用性,实现了基于一组疲劳试验结果预测全范围T形焊接接头疲劳寿命的评估。以较少的测试和成本实现确定的疲劳寿命,简化了概率疲劳寿命的评估过程,该方法可以推广于其他焊接接头寿命评估中。 展开更多
关键词 T形焊接接头 等效裂纹法 疲劳寿命 变幅载荷
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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
9
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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柔塔型风力发电机组的转矩控制器设计 被引量:1
10
作者 林志明 尹景勋 +1 位作者 郑大周 雷必成 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期1361-1371,共11页
风力发电机组(以下简称风电机组)的转矩控制,需要兼顾发电效率与机组载荷,常采用恒转速-变转速-恒转速策略。针对柔塔型风电机组塔架频率低、在变转速区存在共振点,引起塔架疲劳载荷急剧增加的问题,提出一种分段式变转速策略:将传统的... 风力发电机组(以下简称风电机组)的转矩控制,需要兼顾发电效率与机组载荷,常采用恒转速-变转速-恒转速策略。针对柔塔型风电机组塔架频率低、在变转速区存在共振点,引起塔架疲劳载荷急剧增加的问题,提出一种分段式变转速策略:将传统的变转速区分解成2个变转速区和1个快速穿越区,在边界区通过及时下拉或上拉电磁转矩,使风轮转速快速上升或下降,实现共振区的快速穿越;动态调整PI转矩输出极限值,实现变转速区与恒转速区之间的平滑切换。建立用于转矩控制器设计的动力学模型,根据模型完成控制器参数设计,并对控制器的稳定性做出校验。通过GH Bladed仿真分析和风电现场测试验证,表明设计出的转矩控制器能在变转速区使机组快速穿越塔架共振区,有效避免塔架共振的发生,且在恒转速区能够较好地稳定转速,确保在不增加风电机组疲劳载荷的同时还有足够的稳定裕度,具有较高的工程应用价值。 展开更多
关键词 转矩控制 控制器设计 塔架共振 变转速 机组疲劳载荷
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非对称循环载荷下TA2工业纯钛疲劳损伤行为的预测
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作者 姜学艳 包骐乐 代巧 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期70-76,共7页
对TA2工业纯钛进行应力控制的非对称载荷疲劳试验,研究了不同最大应力(245,253,270,300 MPa)下纯钛的疲劳寿命和断口形貌,分析了非对称循环载荷下的应变演变以及应力-应变响应;基于连续损伤力学理论,建立了基于棘轮应变和总应变能密度... 对TA2工业纯钛进行应力控制的非对称载荷疲劳试验,研究了不同最大应力(245,253,270,300 MPa)下纯钛的疲劳寿命和断口形貌,分析了非对称循环载荷下的应变演变以及应力-应变响应;基于连续损伤力学理论,建立了基于棘轮应变和总应变能密度的疲劳损伤演变预测模型,对纯钛的疲劳损伤过程进行预测,并与试验结果进行对比。结果表明:随着最大应力的降低,TA2工业纯钛的疲劳寿命延长。当最大应力为245,253 MPa时,塑性韧断区面积较小,断口中出现疲劳裂纹扩展区,失效机制为疲劳开裂及裂纹扩展失效,疲劳应变演变由加载初始阶段、稳定阶段和失效阶段组成,随最大应力的增加,塑性应变能密度以及相同疲劳寿命对应的平均应变均增大。当最大应力为270,300 MPa时,断口主要由纤维状的塑性韧断区组成,失效机制为循环塑性大变形失效,此时疲劳应变演化的稳定阶段不明显,随最大应力的增加,塑性应变能密度增大幅度较大,且当循环次数达到70%疲劳寿命时,270 MPa最大应力下的平均应变较大。基于棘轮应变的疲劳损伤演变预测模型对于疲劳中后期(循环次数不低于40%疲劳寿命)损伤值的预测效果较好,最大相对误差不超过12.5%;基于总应变能密度的疲劳损伤演变预测模型预测的损伤值相对误差基本在23%以内,整体预测稳定性较差。 展开更多
关键词 TA2工业纯钛 疲劳失效 非对称循环载荷 损伤变量
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交变双轴加载下钛合金微动磨损的仿真及试验研究
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作者 韩怡茗 李欣 +1 位作者 闫贺年 杨建伟 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第7期1251-1259,1268,共10页
微动磨损是导致机械连接结构失效的主要形式之一。目前大多数研究都在恒定法向接触载荷工况下开展。然而实际工程中,广泛存在着可变法向载荷和轴向载荷的多轴加载工况,导致目前恒定法向载荷下微动磨损的研究结果不能很好地解释多轴交变... 微动磨损是导致机械连接结构失效的主要形式之一。目前大多数研究都在恒定法向接触载荷工况下开展。然而实际工程中,广泛存在着可变法向载荷和轴向载荷的多轴加载工况,导致目前恒定法向载荷下微动磨损的研究结果不能很好地解释多轴交变加载工况下的微动磨损行为。因此,以钛合金的微动磨损为例,进行了交变双轴加载下微动磨损的仿真分析和试验测试研究。首先,建立了受循环交变双轴加载作用下的微动磨损模型;然后,对不同法向载荷幅值、位移载荷幅值、双轴加载相位差下的微动磨损行为进行了仿真,并根据Q-P曲线分析方法对这些复杂微动情况下的微动磨损机制进行了讨论;最后,在双轴加载的微动磨损试验机上进行了双轴微动磨损试验,验证了该有限元模型磨损形貌的合理性。研究结果表明:交变法向载荷的磨损形貌不同于恒定法向载荷的磨损形貌,交变下法向载荷均值与恒定法向载荷保持不变,交变法向载荷下的磨损深度及宽度均大于恒定法向载荷下的磨损深度及宽度。位移幅值和相位差一定,随着法向载荷幅值的增大,磨损宽度和深度均增加,磨损形貌由“W”型转变为“W+V”型;法向载荷幅值和相位差一定,磨损宽度和深度均随位移幅值的增大而增大;法向载荷幅值和位移幅值一定,改变双轴加载相位差,0°相位差最大磨损深度出现在接触后缘,180°相位差最大磨损深度出现在接触前缘,90°和270°相位差的前、后缘磨损深度极大值接近。 展开更多
关键词 机械结构疲劳破坏 微动磨损形貌 双轴加载 柱面/平面接触模型 交变法向载荷 能量模型 Q-P曲线分析方法
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复杂交变载荷下的微动运行机制影响因素分析
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作者 韩怡茗 李欣 +1 位作者 田帅 杨建伟 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第8期1455-1463,1499,共10页
微动问题是导致机械连接结构失效的主要因素之一,目前大多数研究都在恒定法向接触载荷工况下开展。而许多实际工程问题中,存在着可变法向载荷和轴向载荷的多轴加载工况,致使微动运行机制的研究结果无法很好地解释多轴加载工况下的微动... 微动问题是导致机械连接结构失效的主要因素之一,目前大多数研究都在恒定法向接触载荷工况下开展。而许多实际工程问题中,存在着可变法向载荷和轴向载荷的多轴加载工况,致使微动运行机制的研究结果无法很好地解释多轴加载工况下的微动行为。为此,对复杂交变载荷下的微动运行机制影响因素进行了分析,以期为双轴加载工况下的微动失效行为提供有力的分析方法。首先,在传统微动疲劳模型的基础上,分析了受循环交变法向载荷和轴向载荷共同作用下的微动摩擦学行为和动力学特征,提出了一种Q-P曲线分析方法;然后,推导了双轴交变载荷参数与微动运行状态之间的函数表达式;最后,讨论了不同的加载参数(法向载荷的均值P m、法向载荷的幅值P a、远端载荷的均值F B,m、远端载荷的幅值F B,a、双轴加载相位差φ和刚度比R sti)对Q-P曲线形状和位置的影响。研究结果表明:比例加载情况下,Q-P曲线为直线函数;非比例加载情况下,Q-P曲线为椭圆函数;加载参数会影响Q-P曲线的形状和位置。Q-P曲线分析方法为复杂交变载荷作用下的微动失效分析提供了有效的表征方法。 展开更多
关键词 微动失效分析 微动疲劳形貌失效 运行机制 接触状态 多轴交变载荷 Q-P曲线分析方法 MATLAB数值计算
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定、变载弯曲疲劳钢丝绳失效机理对比研究 被引量:13
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作者 王大刚 张俊 +1 位作者 朱辉龙 张德坤 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期762-773,共12页
为对比揭示定、变载弯曲疲劳钢丝绳断裂机理及磨损演化特性,运用自制钢丝绳弯曲疲劳试验机开展钢丝绳定载、变载弯曲疲劳试验,通过人工拆股统计法和VW-9000系列高速度数码显微系统对比研究钢丝绳断丝分布、断丝数、断口和磨痕形貌等断... 为对比揭示定、变载弯曲疲劳钢丝绳断裂机理及磨损演化特性,运用自制钢丝绳弯曲疲劳试验机开展钢丝绳定载、变载弯曲疲劳试验,通过人工拆股统计法和VW-9000系列高速度数码显微系统对比研究钢丝绳断丝分布、断丝数、断口和磨痕形貌等断裂机理,对比分析钢丝绳未断钢丝和断丝的磨痕尺寸演化特性.结果表明:与钢丝绳定载弯曲疲劳相比,变载弯曲疲劳钢丝绳断丝出现较晚,芯股、螺旋股外层断丝数分别较多、较少,芯股外层钢丝断口挤压变形较大,芯股各层钢丝断口裂纹扩展区占比较低,芯股和螺旋股的各层钢丝磨痕尺寸总体较小,钢丝绳更易达到报废水平. 展开更多
关键词 钢丝绳 定载弯曲疲劳 动载弯曲疲劳 断裂机理 磨损演化
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圆柱齿轮低载强化试验研究 被引量:13
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作者 卢曦 郑松林 +1 位作者 寇宏滨 邵晨 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第23期2109-2112,共4页
采用实物物理试验的方法,研究了某轿车倒挡圆柱齿轮在低幅载荷作用下轮齿弯曲疲劳强度和疲劳寿命的强化特性,证实了低幅应力内存在一个强化载荷区域和最佳强化次数。经过低幅载荷强化,该齿轮轮齿的弯曲疲劳强度提高了3.97%,弯曲疲劳寿... 采用实物物理试验的方法,研究了某轿车倒挡圆柱齿轮在低幅载荷作用下轮齿弯曲疲劳强度和疲劳寿命的强化特性,证实了低幅应力内存在一个强化载荷区域和最佳强化次数。经过低幅载荷强化,该齿轮轮齿的弯曲疲劳强度提高了3.97%,弯曲疲劳寿命提高了109%。在试验结果的基础上,得到了该齿轮轮齿弯曲疲劳强度、弯曲疲劳寿命随低载强化次数和强化载荷变化的函数关系。 展开更多
关键词 低载强化 弯曲疲劳寿命 弯曲疲劳强度 圆柱齿轮
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服从正态分布随机载荷作用下齿轮弯曲疲劳试验研究 被引量:9
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作者 胡建军 许洪斌 +1 位作者 祖世华 高孝旺 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1572-1576,共5页
根据齿轮传动过程中普遍承受的高斯分布载荷谱,编制了试验用随机变幅疲劳载荷谱,在MTS电液伺服疲劳试验机上利用成组试验方法完成了该随机载荷作用下全寿命齿轮弯曲疲劳试验,得到了特定变差系数高斯分布载荷谱下齿轮弯曲强度的R-S-N曲... 根据齿轮传动过程中普遍承受的高斯分布载荷谱,编制了试验用随机变幅疲劳载荷谱,在MTS电液伺服疲劳试验机上利用成组试验方法完成了该随机载荷作用下全寿命齿轮弯曲疲劳试验,得到了特定变差系数高斯分布载荷谱下齿轮弯曲强度的R-S-N曲线。试验结果证明,随机变幅疲劳试验得出的轮齿疲劳寿命低于由疲劳载荷上限值取为载荷谱均值的恒载荷疲劳试验得出的疲劳寿命,因此,如果采用后者的试验结果去估算实际服役中的齿轮的弯曲疲劳寿命是非常危险的。对随机载荷下的齿轮设计的疲劳极限的理论值进行了预测,并与试验结果进行了比较。结果表明,理论分析结果与试验结果基本相符。 展开更多
关键词 弯曲疲劳 随机载荷 齿轮 正态分布
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预应力混凝土梁变幅疲劳性能试验研究 被引量:15
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作者 雷俊卿 肖赟 +2 位作者 张坤 李忠三 王悦瑜 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第18期95-100,共6页
对后张法预应力混凝土梁进行多级疲劳荷载循环试验,分析预应力混凝土梁在疲劳荷载下的裂缝开展情况及梁体刚度退化情况,推导预应力混凝土梁疲劳刚度退化方程,编制疲劳挠度计算程序。结果表明:未达开裂荷载水平时,预应力混凝土梁在疲劳... 对后张法预应力混凝土梁进行多级疲劳荷载循环试验,分析预应力混凝土梁在疲劳荷载下的裂缝开展情况及梁体刚度退化情况,推导预应力混凝土梁疲劳刚度退化方程,编制疲劳挠度计算程序。结果表明:未达开裂荷载水平时,预应力混凝土梁在疲劳循环荷载下亦出现裂缝,且裂缝出现时间与应力水平有关;梁体刚度在疲劳荷载循环的前15万次中降低幅度较大,之后呈稳定降低趋势;疲劳试验梁静载挠度在静载破坏试验开裂前较静载梁大;但随荷载增大,静载梁裂缝发展较完全;后两者挠度较接近,疲劳梁破坏时挠度较静载梁大20%;基于刚度退化方程的疲劳挠度计算程序结果与实验值吻合较好,可用于计算、预测疲劳挠度。 展开更多
关键词 预应力混凝土梁 变幅疲劳荷载 刚度退化 长期挠度 破坏试验
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威布尔分布随机载荷下齿轮弯曲疲劳试验分析 被引量:5
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作者 胡建军 许洪斌 +1 位作者 高孝旺 祖世华 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期34-39,共6页
根据齿轮传动过程中普遍承受的三参数威布尔分布载荷谱,编制了试验用随机变幅疲劳载荷谱,在MTS电液伺服疲劳试验机上利用成组试验方法完成了该随机载荷作用下齿轮弯曲疲劳试验,得到了特定变异系数三参数威布尔分布载荷谱下齿轮弯曲强度... 根据齿轮传动过程中普遍承受的三参数威布尔分布载荷谱,编制了试验用随机变幅疲劳载荷谱,在MTS电液伺服疲劳试验机上利用成组试验方法完成了该随机载荷作用下齿轮弯曲疲劳试验,得到了特定变异系数三参数威布尔分布载荷谱下齿轮弯曲强度的S-N曲线。试验结果证明,在服从三参数威布尔分布随机载荷谱下,随机变幅疲劳试验得出的轮齿疲劳寿命远低于恒载荷疲劳试验得出的疲劳寿命。对随机载荷下的齿轮设计的疲劳极限的理论值进行了预测,并与试验结果进行了比较。随机载荷下的理论值与试验结果相吻合,因此可以通过随机载荷谱的载荷比例系数去推断随机载荷下齿轮弯曲疲劳强度值。 展开更多
关键词 齿轮 随机载荷 弯曲疲劳 威布尔分布
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谐振式曲轴弯曲疲劳试验系统载荷标定精度分析 被引量:4
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作者 周迅 沈瑜铭 +2 位作者 俞小莉 刘震涛 齐放 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期47-50,共4页
本文简要介绍了新开发的智能型曲轴弯曲疲劳试验系统的基本工作原理、组成、功能和工作流程,重点分析讨论了载荷标定方法对于载荷精度的影响。
关键词 谐振式 曲轴 弯曲疲劳 试验 系统载荷 标定精度 最小二乘法
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镁合金非对称应力载荷下的低周疲劳损伤演化和寿命预测 被引量:5
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作者 陈凌 张贤明 +2 位作者 刘飞 欧阳平 贾艳艳 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期748-755,共8页
将弹性模量、等效模量、总应变能密度及平均应变的变化作为损伤变量,对镁合金非对称应力载荷下的低周疲劳损伤演化进行分析,建立了相应的寿命预测模型。结果表明:选取总应变能密度或平均应变的变化作为损伤变量可以描述镁合金非对称应... 将弹性模量、等效模量、总应变能密度及平均应变的变化作为损伤变量,对镁合金非对称应力载荷下的低周疲劳损伤演化进行分析,建立了相应的寿命预测模型。结果表明:选取总应变能密度或平均应变的变化作为损伤变量可以描述镁合金非对称应力载荷下的低周疲劳损伤演化,相应的寿命预测模型预测效果较好;选取平均应变的变化作为损伤变量所得损伤曲线具有更好的代表性。 展开更多
关键词 镁合金 非对称应力载荷 低周疲劳 疲劳寿命 损伤变量
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