疲劳评估

摘要： 随着列车速度不断提高,辐板的热-机疲劳成为车轮破坏的主要形式之一。基于有限元软件,分析马钢自主设计速度200 km/h车轮制动残余应力对车轮辐板多轴疲劳的影响。结果发现:2次紧急制动后,车轮辐板的最大等效应力位于辐板孔,主要是由径向拉应力和周向压应力组成;制动残余应力主要影响辐板孔疲劳性能;有限元分析和疲劳试验结果证明车轮辐板的抗疲劳性能满足要求,且二者疲劳薄弱部位一致。

摘要： 转向架撒砂装置在服役过程中承受来自轮轨的随机振动激扰,其与轴箱体螺纹连接的部位可能出现松脱甚至断裂。文章一方面通过结合模态计算与模态试验对标研究,校验有限元模型,获得模态参数,并综合随机响应分析和疲劳应力评估的Dirlik模型,研究基于模态分析的随机振动疲劳分析方法;另一方面,为增加撒砂装置服役安全,研究了一种基于光纤光栅的状态监测技术,并在台架试验上进行了验证,在设计上保障了撒砂装置的服役安全。

摘要： 为提高结构应力法疲劳评估自研软件FE_Weld对货车产品结构角焊缝寿命的评估效率,在HYPERMESH环境下开发了角焊缝单元快速建模工具,工具包含焊缝单元创建工具集、焊缝单元编辑工具集、焊缝单元输出工具集三个主要核心部分.通过将角焊缝归类为一字型、L型、Y型、双面、封头五种主要基本形式,组合完成对任意角焊缝单元的建模工作.基于此工具及FE_Weld软件,在EN 12663标准规定的载荷工况下,对某快捷棚车的全部悬吊座角焊缝寿命进行评估,发现防滑阀座的连接焊缝疲劳寿命最为薄弱;并且将原焊缝建模时间由40 h缩短为4 h,验证了该工具可以实现对角焊缝进行快速正确建模,解决了结构应力法的焊缝评估效率问题.

摘要： 为准确预测钢管混凝土桁式拱桥节点疲劳寿命,提出一种基于热点应力的疲劳评估方法。该方法采用全桥多尺度三维有限元模型计算节点热点应力幅,并进行回归分析得到钢管混凝土节点的热点应力幅S~N曲线。基于该方法对一座已建成的钢管混凝土桁式拱桥进行节点疲劳评估。结果表明:疲劳易损部位位于1/4跨附近的拱肋上弦节点,起始裂纹位于节点主管表面的冠点处;采用《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64—2015)中的疲劳荷载计算模型Ⅱ和疲劳荷载谱计算得到的疲劳寿命分别为20210049次和27311265次,采用疲劳荷载谱计算时多车效应纵向修正为14.9%;采用《公路钢结构桥梁设计规范》预测的节点疲劳寿命偏低,导致设计偏于保守。

摘要： 高速列车运行产生强交变气动载荷,会导致列车铆钉、螺栓等连接结构件疲劳失效,该文针对高速列车底板铆钉结构的气动疲劳问题,提出底板/铆钉/骨架梁耦合分区气动加载的应力有限元解算模型;采用双向同步导压的差压测量方法,获得了武汉-广州交路的底板结构气动载荷谱,采用雨流计数与累积损伤准则对铆钉结构进行疲劳损伤评估。结果显示,当高速列车运行里程达设计寿命1200万千米时,铆钉结构的疲劳损伤为0.83,其安全系数仅为1.2,应加强对铆钉结构件的检修维护,同时从规格选取、初始拉铆设计和骨架梁-铆钉布置优化出发,提升铆钉强度、降低初始应力、平滑集中应力,以提升铆钉结构的服役性能,确保行车安全。

摘要： 散货船舱口角隅的疲劳强度问题历来为人们所关注。文章以1艘174000载重吨散货船作为实船算例,在Patran中建立有限元模型,依据CCS《船体结构疲劳强度指南》(2018)对船舯6号舱室舱口角隅的疲劳强度进行评估。基于BP神经网络和MOPSO算法设计了2种优化圆形舱口角隅的方法,子模型法和全局模型法。最后,对比分析2种方法的结果数据,提出了寿命重量比概念来评估各种角隅,分析了圆形角隅的重量对疲劳寿命的影响趋势,得到1组较优的角隅结构形式,供其他设计者参考。

摘要： 针对岸边集装箱起重机的一种新型插板接头,使用有限元方法研究了接头在轴力和弯矩作用下的集中系数。基于码头记录的载荷谱对应的热点应力对插板接头在200万次循环作用下的疲劳损伤进行评估,其疲劳寿命较传统插板接头提高至5.2倍,新型接头形式可供类似项目借鉴,基于热点应力法的插板接头疲劳寿命评估方法可供同行参考。

摘要： 当前海上执行任务越来越频繁,任务周期越来越长。某船关键结构的疲劳寿命愈发重要,船舶在波浪中航行时受载状态随着波浪变化而变化,使船舶构件长期处于交变应力状态,变化载荷的累积效应造成疲劳损坏。某船关键结构典型焊接节点是疲劳裂纹萌生和扩展的关键区域,为了综合评估全寿命周期下船体结构的安全性,本文以某船为对象,基于热点应力法对关键结构危险节点开展疲劳寿命校核。

摘要： 为评估不同条件下男、女性背包作业过程中的肌肉疲劳状况,设计男、女性背包徒步行走试验范式。分别测量任务前、后参与者背部肌肉肌力的最大随意收缩力f_(MVC)和f′_(MVC)、心率R_(h)、最大耐受时间T_(me),并给予博格体力消耗的主观疲劳感知评分E_(rp)。12名大学生参与者(6名男性和6名女性)被要求背着装有哑铃(重量分别为0、自身体重的12.5%和25%)的背包,以3种不同的速度(2、4、6 km/h)和两种不同的坡度(0°、10°)在跑步机上行走,直至因劳累而无法继续为止。结果表明:背包任务后,背部肌力S_(b)值下降,主观疲劳评分E_(rp)值增大;相比女性,男性肌力下降快,抗疲劳性强,但女性的疲劳感知能力较男性强。研究成果助力提升从业人员的作业设计和生活安排合理化,从而预防肌肉骨骼疾病(musculoskeletal diseases,MSDs)风险。

摘要： 基于Ansys有限元软件,分析国内某地铁用弹性车轮压装过程和服役过程的应力,对服役过程的疲劳进行评估,并对实物进行疲劳试验,分析疲劳试验前后刚度变化。结果发现:弹性车轮压装过程中,压盖为等效应力最大的组件,周向拉应力占主要贡献;弹性车轮服役过程中,压盖螺栓孔等效应力是其他组件的1.5倍以上,其中周向应力占主导作用;轮箍疲劳薄弱部位为轮箍内侧与橡胶接触区域,压盖疲劳薄弱区域为螺栓孔区域:弹性车轮经过疲劳试验后,金属元件探伤未发现疲劳裂纹,刚度变化小于20%。

摘要： 疲劳失效是船舶结构的主要破坏模式之一。本文以某沥青船为例，给出建立有限元模型的基本要求，建立沥青船货舱结构的有限元模型，并考虑温度应力场影响，在6种典型工况作用下，选取货舱结构疲劳计算的热点，利用有限元软件对沥青船进行热点应力分析。然后，依照IACS船体共同规范，进行热点疲劳累积损伤计算及结构疲劳评估。结果表明该船结构满足疲劳强度要求，为运载高温液货的沥青船结构设计提供了重要的设计参考。

摘要： 基于有限元分析的疲劳评估在汽车工业中被广泛的应用。但是如何处理在车身和底盘等结构中的焊接问题任然是一个研究课题。这篇论文将给出一个总揽并且对焊缝疲劳评估的不同方法进行对比.rn ·基于标准的焊缝疲劳评估(EUROCODE 3,BS 7608,DS1612):rn 基于名义应力的细分类别将被用来与一条S/N曲线相关联;平均应力的影响将以不同的方法进行处理(MKJ-图,减少负载循环中的压缩受力部分).rn ·基于德国FKM标准的焊缝疲劳评估:rn 针对S/N曲线的细分类别;所有3个应力分量将被分别分析;不同的Haigh-图将应用在不同的残余应力等级上.rn ·基于来自于有限元分析的结构应力的焊缝疲劳评估:rn 简单板壳单元提供的结构应力将被用于与凹槽参数数据库相结合,以获得凹槽应力。rn ·基于来自于有限元分析的凹槽应力的焊缝疲劳评估:rn 带有1mm或5mm凹槽半径的实体模型将被用来进行凹槽应力分析:凹槽应力将应用主S/N曲线进行评估.rn ·基于来自于有限元分析的节点受力的焊缝疲劳评估:rn 从沿着焊缝走向的节点受力可以获得线载荷,它们将结合分析理论方程对结构应力进行计算。凹槽应力将通过凹槽系数的分析评估被确定下来,一个主S/N曲线将用于损伤值分析.rn 各种不同方法的规范将在理论上进行介绍并且提供一个应用案例用以说明它们在实践中的不同之处。

摘要： 红外热像法具有无损、实时及非接触的优点，已被广泛地应用于疲劳研究中。基于红外热像数据，学者们提出了全新的疲劳评估方法。这些方法分别以温度、固有耗散、热弹性应力集中系数等作为疲劳指标，建立了一套有别于传统疲劳实验的测试方法与评估准则。其中，一些热像法被用于快速获取材料与构件的疲劳特性，引起了学术界及工业界的强烈兴趣。本文对现行的几种疲劳热像法进行了较系统的研究，对以上三种疲劳评估指标进行了对比分析，并通过实验得到了具有工程价值的结论。

摘要： 协调版共同结构规范于2015年7月1日正式生效,在制定该规范过程中,散货船甲板纵骨的疲劳评估方法和评估结果受到业界重点关注.文章基于2014版规范要求和2015年发布的修改通报对大型散货船的甲板纵骨进行疲劳强度评估和分析。通过对比可见规范修改后的疲劳寿命有所提升，之前工业界反馈的甲板纵骨大面积不满足疲劳要求的问题得到改善，其原因在于规范进行如下调整：修改ID31和ID32的应力集中系数，使得疲劳应力范围有所降低；调整关于扁钢的注释项，修改后只有在腹板加强筋或肘板的厚度大于0.7倍扁钢厚度情况下才需乘以因子1.12，该项修改使得上述条件下以扁钢形式设计的甲板纵骨疲劳寿命有所提升。基于2015年修改通报后的评估结果，经过分析发现：No.8和No.12纵骨在空舱和重货舱会出现疲劳强度不满足的情况，建议在设计校核中关注防倾肘板位置处的端部形式设计，必要时可施加软趾和背肘板，使其满足疲劳强度要求；横向比较不同货舱下甲板纵骨的疲劳评估结果，可见空舱的甲板纵骨疲劳寿命计算的疲劳寿命最低，其次为重货舱和重压载舱，对于散货船甲板纵骨，空舱下的甲板纵骨的疲劳强度建议重点关注.

摘要： 基于裂纹扩展的船海结构疲劳评估方法逐渐被船舶与海洋工程界所接受和应用.船舶与海洋结构物在其设计寿命期内将受到亿次量级循环的风浪等随机疲劳载荷的作用,且疲劳损伤主要以表面裂纹形式发源于焊接接头焊趾处.这意味着近门槛值附近的疲劳扩展占疲劳寿命的主要部分,因此,要准确预报船海结构物的疲劳寿命,必须研究随机载荷作用下焊趾表面裂纹近门槛值的疲劳扩展特性及预报方法.本文给出了基于裂纹扩展理论的船海结构疲劳评估方法一般步骤,以及进行船海结构典型节点的裂纹扩展寿命预报时所面临的主要问题进行初步讨论,以期引起船海工程界对该方法的重视和研究,为进一步完善基于裂纹扩展的船舶与海洋结构疲劳寿命评估提供参考.

摘要： 随着船舶尺度的大型化，高强度材料的应用以及新的结构形式的研发应用等因素，导致船舶疲劳问题日益突出。在以往工程应用中，疲劳评估一般采用简化计算方法或者结构有限元法与简化计算方法相结合，并且一般在零航速下计算关键节点的疲劳累积损伤。本文采用疲劳谱分析法，以一艘5000车汽车滚装船为例。研究了考虑航速情况下受线性波浪载荷结构的疲劳累积损失度以及疲劳寿命。比较不同航速下疲劳累积损伤度的值，以及不同波浪入射角对于疲劳累积值的贡献度，得出高航速船舶在疲劳评估中考虑航速是必要的。

摘要： 首先对目前国内外公路、铁路钢桥设计规范的疲劳设计方法和疲劳荷载谱予以回顾,针对正交异性桥面板钢箱梁疲劳受力特点,分析了疲劳设计应注意的问题,并将我国焊接桥在发展过程中的主要疲劳研究成果作了概述,最后提出正交异性桥面板钢箱梁疲劳设计亟待解决的问题,以供钢结构同行参考.

摘要： 介绍了装用GJ-4G等型轨道检测系统的新型轨道检查车吊梁装置的结构特点,通过有限元分析对吊梁装置进行改进设计,并进行了现车动应力实测和疲劳评估,保证了运用的安全性和可靠性。

摘要： 采用谱分析法对LNG船进行疲劳分析。通过二维的波浪载荷计算程序得到各剖面的波浪载荷的传递函数，利用MSC．Nastran软件计算相应的应力传递函数，结合S-N曲线和Miner线性累积损伤原理，编写疲劳累积损伤的计算程序，对一例LNG船的典型结构进行疲劳分析。结果表明：该程序能便捷地给出累积损伤度和疲劳寿命。

摘要： 采用谱分析法对LNG船进行疲劳分析。通过二维的波浪载荷计算程序得到各剖面的波浪载荷的传递函数，利用MSC．Nastran软件计算相应的应力传递函数，结合S-N曲线和Miner线性累积损伤原理，编写疲劳累积损伤的计算程序，对一例LNG船的典型结构进行疲劳分析。结果表明：该程序能便捷地给出累积损伤度和疲劳寿命。

摘要： 本发明公开了一种汽轮机转子超高周疲劳疲劳强度与疲劳寿命评估方法，包括：根据和获得转子构件上高温危险点的平均应力和高温危险点的应力幅；获得转子构件的超高周疲劳S‑N曲线；根据转子构件的超高周疲劳S‑N曲线获得转子构件服役期对应的疲劳强度；根据获得转子构件带负荷稳定运行的等效单向对称应力幅；确定转子构件的许用安全系数；根据转子构件的许用安全系数进行转子构件的超高周疲劳强度校核；计算转子构件的安全疲劳寿命和超高周疲劳寿命损耗。本发明提供的汽轮机转子高温超高周疲劳疲劳强度和疲劳寿命评估方法，可以实现高温超高周疲劳强度、疲劳寿命和损耗的定量计算、评定。

摘要： 本发明公开了核电厂疲劳监测和寿命评估系统的疲劳评价方法，包括以下步骤：S1，通过配置数据模块获取各测点的布置和评价部位信息，并通过实时数据模块监测获取电厂的温度、压力、溶氧量以及材料的物理性能和力学性能参数数据；S2，将温度、压力、溶氧量以及材料的物理性能和力学性能的参数数据输入到传递函数计算模块，通过计算函数计算得到各疲劳点的应力分量时程；S3,将S2中的各应力分量时程输送到常规疲劳计算模块和EAF疲劳计算模块进行疲劳统计计算。本发明通过获取电厂的各项参数数据，进行常规疲劳计算以及环境疲劳计算，并在计算时进行弹塑性修正，获取准确的疲劳损伤因子，实现电厂疲劳监测以及寿命评估。

摘要： 本发明公开了一种基于非线性疲劳损伤累积理论的构件疲劳寿命评估方法，其包括采用有限元分析模型对构件在至少一个工况下进行应力分析，并选取应力值大于设定应力的区域作为该工况的危险分析区域；采用构件在一次任务中的载荷施加于有限元分析模型中进行仿真，得到危险分析区域中应力、应变的最大值与最小值；根据危险分析区域中应力的最大值与最小值，计算每个工况的等效应力；根据危险分析区域中应变的最大值和最小值，预测构件在每个工况下的疲劳寿命预测值；根据每个工况下的等效应力和疲劳寿命预测值，计算构件在应力谱下的疲劳累积损伤；根据疲劳累积损伤，计算构件的疲劳寿命。

摘要： 本发明提供了一种电主轴的多轴疲劳寿命预测方法及疲劳寿命可靠性评估方法，以克服现有技术中单轴疲劳寿命不能反应电主轴实际应用状况的缺陷。所述多轴疲劳寿命预测方法包括：通过有限元分析方法，分析电主轴应力应变状态；根据多轴疲劳准则及所述电主轴的应力应变状态，预测不同准则下的电主轴多轴疲劳寿命。在此基础上，对所述疲劳寿命的单一子样进行数据模拟，获得多组疲劳寿命数据，根据所述多组疲劳寿命数据对疲劳寿命可靠性进行评估。本发明能够在仿真结果的基础上，对单一子样下电主轴疲劳寿命进行评估和可靠性研究，为实际加工生产中主轴疲劳寿命评估提供技术和数据支持，同时为主轴精度寿命评估提供基础数据。

摘要： 公开了水下井口疲劳热点处的疲劳损伤评估方法及监测评估系统。该方法包括：根据DNV标准，建立水下井口有限元局部模型；获取模拟固定点和模拟BOP固有频率；获取监测固定点和监测BOP固有频率；对比；对井下水口有限元局部模型进行校正；根据校正后的水下井口有限元局部模型施加弯矩载荷，模拟得到水下井口疲劳热点处的弯矩应力曲线；获取水下井口疲劳热点处在作业周期内的BOP加速度a和角速度ω；通过传递函数，转换为水下井口疲劳热点处的弯矩时程曲线；结合上述两曲线，模拟得到水下井口疲劳热点处的应力时程曲线；根据该应力时程曲线，得到水下井口疲劳热点处的疲劳损伤评估结果。该系统能够辅助实现该方法。其能够提高水下井口疲劳损伤评估精度。

摘要： 本发明公开了一种汽轮机转子超高周疲劳疲劳强度与疲劳寿命评估方法，包括：根据和获得转子构件上高温危险点的平均应力和高温危险点的应力幅；获得转子构件的超高周疲劳S‑N曲线；根据转子构件的超高周疲劳S‑N曲线获得转子构件服役期对应的疲劳强度；根据获得转子构件带负荷稳定运行的等效单向对称应力幅；确定转子构件的许用安全系数；根据转子构件的许用安全系数进行转子构件的超高周疲劳强度校核；计算转子构件的安全疲劳寿命和超高周疲劳寿命损耗。本发明提供的汽轮机转子高温超高周疲劳疲劳强度和疲劳寿命评估方法，可以实现高温超高周疲劳强度、疲劳寿命和损耗的定量计算、评定。

摘要： 本发明公开一种正交异性桥面板疲劳试验装置及疲劳性能评估方法，用于试件的疲劳性能评估，包括加载装置、疲劳试件边界条件约束组件和疲劳试件支撑组件；试件包括桥面顶板和U形肋；加载装置与桥面顶板顶面相连接，加载装置与疲劳试验机螺纹连接；疲劳试件边界条件约束组件设置于桥面顶板端部，且与桥面顶板固定连接；疲劳试件支撑组件上固定安装有两个疲劳试件边界条件约束组件。本发明解决了现有疲劳试验中试验装置试件尺寸适用性差、约束形式与实际桥梁不符、加载装置应力集中、疲劳裂纹断裂失效长度和应力水平不统一的问题。

摘要： 本发明公开了一种考虑腐蚀‑疲劳耦合作用的平行钢丝疲劳寿命评估方法，该方法包括考虑腐蚀‑疲劳耦合作用下，平行钢丝点蚀坑萌生、疲劳短裂纹扩展及疲劳长裂纹扩展三阶段；此外，考虑平行钢丝自身独特的物理特性，即存在内部拉力，建立平行钢丝疲劳寿命评估模型。本发明提供了一种考虑腐蚀‑疲劳相互耦合作用关系及平行钢丝自身物理特征的疲劳寿命评估方法，能够用于预测平行钢丝疲劳寿命。

摘要： 本发明公开了一种钢桥疲劳评估荷载建模及疲劳评估方法，包括：步骤1，建立列车荷载模型；步骤2，整理实测数据，并进行分类；步骤3，根据实测数据，对各参数建立概率模型；步骤4，建立列车荷载概率模型；步骤5，采用Monte‑Carlo法生成随机荷载谱；步骤6，采用有限元分析，得到钢桥疲劳细节的应力影响线；步骤7，采用随机荷载谱进行影响线加载，得到应力历程；步骤8，对应力历程进行分析，评估钢桥疲劳。本发明的有益效果：以实测数据为基础，建立疲劳评估荷载模型，描述当前通行列车荷载状况，实现对钢桥任意构件的疲劳评估，建立了完善的列车荷载建模方法，提高了实测数据的利用价值，使得钢桥疲劳评估更为准确，更接近于实际情况。

摘要： 本发明公开了一种钢桥疲劳评估荷载建模及疲劳评估方法，包括：步骤1，建立列车荷载模型；步骤2，整理实测数据，并进行分类；步骤3，根据实测数据，对各参数建立概率模型；步骤4，建立列车荷载概率模型；步骤5，采用Monte‑Carlo法生成随机荷载谱；步骤6，采用有限元分析，得到钢桥疲劳细节的应力影响线；步骤7，采用随机荷载谱进行影响线加载，得到应力历程；步骤8，对应力历程进行分析，评估钢桥疲劳。本发明的有益效果：以实测数据为基础，建立疲劳评估荷载模型，描述当前通行列车荷载状况，实现对钢桥任意构件的疲劳评估，建立了完善的列车荷载建模方法，提高了实测数据的利用价值，使得钢桥疲劳评估更为准确，更接近于实际情况。