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一个简易实用的疲劳损伤累积法则

1.法则的提出 利用材料的等幅疲劳试验数据进行承受变幅荷载的实际构件的疲劳设计,必须借助疲劳损伤累积理论。40年代以来,人们一直试图寻找一种较好的疲劳损伤累积理论〔‘’。表1列举了其中的一些典型代表。 如将二阶段疲劳损伤累积公式写成 元2=1一元2:(1)式中凡:=f(云,,a;,aZ),a;为与温度、应力和材料相关的参数,可发现,表1中各个公式的不同不过是式(1)中函数了的形式不同而已。例如,若取 元21=1一(l一元;)(109八叼八了,)/(fog肠/N,)式(1)即成为Manson公式;若取元,=试,式(l)即成为Subramanyan公式等等。式(l)中的元2:可视为第一阶段循环元:所等效折算的第二阶段的已耗寿命。这种方法很容易推广到多阶段情况。例如,对于三阶段情况,经第一阶段循环元:和第二阶段循环元2后,第三阶段的剩余寿命即为 元3=1一f(元2:+元2,aZ,a3)(2)其中元:由(l)式确定。对于一般‘阶段情况,...  (本文共4页) 阅读全文>>

《考试周刊》2016年A4期
考试周刊

压力容器的疲劳损伤与防护措施

压力容器的破坏形式有很多种,如脆性、韧性破坏,介质腐蚀破坏等。疲劳损伤有别于其他损伤模式,日常检查不容易发现,并且引发的事故突然,因此具有极大的潜在危害性,设备管理者应对其高度重视。疲劳损伤指的是容器在使用过程中频繁地升压、降压,容器内壁长期经受交变载荷的作用,金属材料产生疲劳,在外观形态上未发生明显变形的情况下突然破裂的一种损伤模式。一、疲劳损伤有别于其他损伤模式的特点1.由疲劳损伤导致的容器破裂,往往观察不到明显的塑性变形,直径没有明显变大,壁厚也没有减薄。这和塑性变形、腐蚀破裂完全不同,是什么原因呢?在疲劳破裂发生的部位,通过仔细观察,会发现存在疲劳裂纹。疲劳裂纹分布在容器局部应力集中位置,在容器使用中,在应力集中部位容易产生微小裂纹,这些微小裂纹在设备升压泄压交变作用下,逐渐发展并最终形成疲劳裂纹。在此过程中,压力容器内的总体应力水平并不高,金属材料仍处于弹性范围内,所以疲劳损伤时容器外观不会有肉眼可见的变形。2.疲劳损...  (本文共1页) 阅读全文>>

《复合材料学报》1987年04期
复合材料学报

带圆孔玻璃/聚脂层板的疲劳损伤扩展

_己!全. 、J.叮习 带各种缺口的复合材料层板在静载及变载作用下的损伤问题,不少学者已进行了研究“卜“’。有人用在某标距内,层板在交变载荷下,柔度的变化来衡量损伤,并用以予侧疲劳寿命。在静载工作基础上〔“、‘’,本文研究了带孔玻璃纤维层板,在交变载荷下损伤扩展与柔度变化之间的关系。对无缺口试件,损伤是均匀分布的;对有缺口试件,由于应力集中,引起损伤不均匀分布。在后一情况,监测柔度变化的标距选得较大,则影响测量的灵敏度:选得较小,又难以反映损伤积累全貌。云纹法显示的全场位移、应变及损伤分布,使得有可能选择合适的标距。云纹条纹在裂缝尖端密集的特点,可显示裂缝及损伤的扩展〔“J。二、试件与实验 本文试验所用玻璃布l聚脂层板系手工成型,热压固化,然后加工成图1所示试件。加工园孔时,试件两面用钢板夹紧,使用新钻头以避免引起损伤。“单向”编织布,指经向纤维含量为纬向的4一5倍。径向平行于加载方向的试件为丁型试件,纬向与加载方向平行的为W型...  (本文共6页) 阅读全文>>

《合肥工业大学学报(自然科学版)》1989年03期
合肥工业大学学报(自然科学版)

门槛区疲劳损伤模型——(Ⅰ)剪切滑移机制

1引言 近门槛区疲劳裂纹扩展是非连续机制的,这实质反映出一个损伤积累过程。对尖裂纹问题,裂尖的疲劳损伤区是局部的。疲劳损伤起始于材料的特定微结构,本文称其为疲劳损伤单元(FDE),其应力水平和变形状态决定了损伤过程的发展。 结合材料的细、微观结构处理裂尖损伤至少有以下二点意义。第一,材料的细、微观结构(如晶粒)强烈地影响着其力学性能,改变细、微观结构是强化材料的主要途径之一,因此探求细、微观结构对材料损伤过程的影响无疑具有实际工程意义。第二,裂尖的损伤区是局部的,其尺度往往接近某些微结构尺度。这样,以材料的一定微结构做为损伤单元有可能将损伤力学与断裂力学结合起来。2损伤过程分析 剪切滑移机制的门槛区疲劳断裂主要由裂尖损伤区的剪切带损伤所致。实验表明,其损伤过程大致如下:首先,滑移带在晶粒内部缓慢形成。这时在带中滑移线间形成一些成串的显微孔洞,它们随着循环次数增加而加密,一旦达到临界尺寸,这些微孔就结合成微裂纹〔‘」。滑移带是塑性...  (本文共4页) 阅读全文>>

《西安石油大学学报(自然科学版)》1989年04期
西安石油大学学报(自然科学版)

工程结构疲劳损伤的可能性分布

1前言 文献[l一3]曾分析了模糊振动问题.在模糊载荷作用下,结构的疲劳损伤也具有模糊性.另一方面,由于实验测试手段的限制,使得我们很难用一个完全确切的参数来描述疲劳失效这一临界过渡状态.因而疲劳失效判据本身也具有很大的模糊性.可以用模糊集合来描述这种模糊性.分别用D和F来描述“模糊疲劳损伤”和“模糊疲劳失效”.定义D和F之间的一种模糊关系凡来刻划疲劳损伤的可能性分布以及相应结构失效的模糊判据.2随机应力作用下结构的疲劳损伤分析根据Paris公式可知裂纹的疲劳扩展速率为:da,人__-;;下=CtZ八人)爪a1V(l)其中△K=夕·△.口.兀a裂纹从初始长度a。扩展到结构失效的临界长度a:时所需的西安石油学院学报第4卷总的循环次数N。为:、,夕、、户(2(3N。二 N‘,n‘器,c(探少),’(a忍一晋一a己一晋)m二2(4)m笋2 m、,_厂,IC“一万八”兀y根据Miner线性损伤积累原理,恒幅加载情况下结构的疲劳损伤率为:...  (本文共7页) 阅读全文>>

郑州大学
郑州大学

基于动态特性的疲劳损伤检测研究

疲劳是零件或构件的主要失效形式之一,疲劳损伤的检测一直是材料、机械的研究热点。面向在线检测和无损检测迫切需求,本文发展基于动态特性的疲劳损伤检测方法,为构件的疲劳演化研究提供新手段。当疲劳试样承受循环加载时,由于其内部损伤的存在会产生周期性的冲击、摩擦等复杂动力学特性,这些动态行为与施加的循环载荷信号相耦合,导致测量得到的疲劳试样的振动信号具有典型的循环平稳特征。本文使用循环平稳信号处理方法对疲劳损伤过程开展研究,具体工作如下:1)编制循环平稳信号的处理算法,基于试样振动信号的二阶循环统计量定义损伤特征参数(如循环频率谱区),建立循环载荷下疲劳损伤(在线)检测方法。2)基于Simulink仿真平台,建立单轴疲劳动力学系统仿真模型,开展检测方法的数值评价研究,数值算例验证了提出方法的有效性。3)开展对称循环加载疲劳试验,搭建试样振动信号采集系统,基于提出的损伤特征变量(循环频率谱区),研究试样疲劳损伤的变化规律。基于循环平稳的损伤...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>