累积损伤

摘要： 为汽车发动机管带式散热器的设计、制造、使用、维护,从可靠性原理出发,基于不确定理论,提出了一种散热器蠕变-疲劳可靠性建模与分析方法,分析该类散热器的可靠性。基于功能性能和失效分析,确定关键失效机理和性能参数;构建关键性能参数与其物理属性、外界条件、时间及失效判据的因果关系;量化其中不确定性,构建可靠性模型。用AA3003铝合金散热器对本方法进行验证,并发现将外界条件变异系数降低至5%后,散热器可靠度提高了0.1。结果表明:本方法刻画了汽车散热器可靠性的因果规律和不确定性的影响;降低外界条件的变异系数,可提高散热器的可靠度。

摘要： 为了给渗碳合金钢提供一种有效可行的超高周疲劳寿命预测方法,在应力比为0和0.3两种情况下,对渗碳Cr-Ni高强硬度合金钢展开疲劳试验研究。通过对试样断口的微观组织观测,发现渗碳层与基体材料中均有非金属夹杂的存在;通过对裂纹萌生位置和疲劳断口形貌的观察,将疲劳失效分为带有细晶粒区(Fine Granular Area, FGA)的内部疲劳失效和带有表面光滑区(Surface Smooth Area, SSA)的表面疲劳失效,并构建了渗碳Cr-Ni高强硬度合金钢在应力比为0和0.3时的S-N曲线,同时对合金钢在超高周工况下的内部疲劳破坏机制进行了说明。基于累积损伤法,考虑应力比、FGA应力强度因子、FGA尺寸及夹杂尺寸等重要参数,建立了两种可适应不同应力比的渗碳Cr-Ni高强硬度合金钢疲劳寿命预测模型。经对比分析,两种预测模型均具有较高的预测精度,可作为渗碳Cr-Ni高强硬度合金钢超高周疲劳寿命预测的有效方法。

摘要： 船舶的大型化与高强钢在船舶建造中的应用,导致船舶在航行过程中易发生波激振动,增大了船体结构疲劳破坏的风险。目前,基于谱分析的疲劳损伤计算方法是相对较为精确的船舶疲劳评估方法,但此种方法的工作量巨大,给实际应用带来了许多不便。而设计波法的计算效率高,但其累积损伤结果相对偏小,可能给船舶疲劳安全带来安全隐患。本文基于传统的设计波法,提出了一种计及波激振动的船舶结构疲劳损伤计算方法,并用该方法对一艘集装箱船的典型结构进行疲劳评估,给出了各计算热点的累积损伤值。将该方法所得结果与谱分析法和试验计算所得的结果比较可知,本方法所得结果与试验结果符合较好,验证了本文提出的方法是合理可靠的。因此,本文提出的新方法能够高效可靠地计算考虑波激振动的船舶结构疲劳损伤。

摘要： 为研究随机振动载荷下构件的疲劳特性,采用振动台对试件开展随机振动疲劳试验。通过对试件应变计改装,完成试验过程中试件应变响应载荷测量,并实现试件疲劳过程的实时监测,准确获取了试件疲劳时刻。基于实测时域数据,结合雨流计数法和线性累积损伤理论,预估3种量级下试件的随机振动疲劳寿命。预估值与试验值对比均在3倍分散带内,验证了上述随机振动疲劳寿命预测方法的可行性及有效性。后续可通过载荷数据的实测开展危险结构件的疲劳失效监测及寿命预测。

摘要： 针对某型号动力集中式动车组动力车横向减振器座及焊缝,进行静强度分析和全寿命里程计算;提出基于应变片测量位置处位移变化的方法,计算有限元模型中试验测量点的应力,以避免有限元计算中固有的应力网格敏感性问题,并通过试验与数值计算结果的对比,验证静强度分析计算模型中基于位移变化的方法计算测量点应力的合理性;基于Palmgram-Miner累积损伤准则,计算实测载荷谱下该型号动力车横向减振器座及焊缝的疲劳累积损伤和全寿命里程。结果表明:减振器载荷采用16级分级载荷谱编制时,4—11级载荷所造成的结构损伤百分比达到93.35%,是造成结构损伤累积的主要原因;相同载荷谱作用下,减振器座焊缝的结构损伤百分比远高于母材区域,是它的2.39倍;通过全寿命周期疲劳寿命预测方法验证了减振器座及其焊缝满足900万km的安全运行要求。

摘要： 为研究富水岩溶区隧道爆破开挖带来的围岩损伤累积规律,对多次循环爆破作用下的隧道围岩进行累积损伤超声检测和振动监测试验,分析了其累积损伤演变规律、影响范围以及质点峰值振速与爆源距离的关系。试验结果表明,爆破对隧道围岩的影响深度为1.2 m,在相同装药量情况下,随着隧道掌子面的推进,爆破对围岩的扰动在第5次爆破后逐渐减弱,距离爆源23 m内为爆破作用的影响范围。该试验结果可为穿越富水岩溶区隧道的安全开挖、支护结构稳定性分析提供参考。

摘要： 中国机场通常采用板宽不超过5 m的水泥混凝土道面板,国际上已有机场采用板宽6 m以上的水泥混凝土道面板。相比大尺寸水泥混凝土道面板,小尺寸道面板容易产生病害。为了研究道面板尺寸对道面性能的影响,基于弹性层状理论体系建立道面结构有限元模型,通过改变水泥混凝土道面板平面尺寸,研究了考虑温度梯度时飞机荷载作用下道面板内的应力变化。通过某机场实例分析了温度梯度和飞机荷载共同作用下道面板平面尺寸对道面使用寿命的影响,结果表明:道面板内应力受温度梯度影响较大,常见机型荷载作用下,夏季道面板内拉应力25%以上是由温度梯度荷载造成;不同尺寸道面板在相同荷载作用下,道面产生的损伤量不同,设计过程中加入道面板温度应力计算,选择合适的道面板尺寸,可以显著提高水泥混凝土道面的预期使用寿命。

摘要： 为掌握橡胶混凝土单轴受压疲劳性能,用粒径为30目的橡胶颗粒以不同掺量代砂制备橡胶混凝土,进行等幅循环荷载单轴受压疲劳试验研究。采用Miner累积损伤理论定义损伤量,并建立橡胶混凝土疲劳应变的损伤模型。使用概率统计方法对橡胶混凝土疲劳寿命的试验结果进行可靠性分析,得到等幅循环荷载作用下橡胶混凝土单轴受压疲劳寿命分布规律。结果表明:应力水平相同时,橡胶混凝土的疲劳寿命优于普通水泥混凝土,且随橡胶掺量的增加,混凝土的疲劳寿命随之提高。橡胶混凝土的疲劳应变变化符合普通混凝土疲劳应变发展的三阶段规律,橡胶混凝土疲劳寿命服从对数正态分布。采用双对数方程对橡胶混凝土的疲劳寿命进行线性回归分析,可得到P-S-N曲线及疲劳极限强度。

摘要： 围绕金属-非金属结构区域性损伤诊断机理和损伤概率诊断方法展开研究,首先,采用压电阻抗理论,基于机电耦合原理提取结构传感器机电阻抗的特征参数,设计稀疏传感阵列获得损伤累积程度与特征参数之间的对应关系;其次,构建损伤累积程度的高斯概率诊断模型;最后,通过少量传感器,判定损伤区域和损伤累积程度。实验结果表明,损伤特征参数随损伤的发展变化显著,概率诊断模型较好地反映了损伤区域和损伤累积程度。

摘要： 对卧式贮存条件下固体火箭发动机药柱应力分布规律和定期翻转对药柱损伤的影响规律开展研究。基于热粘弹性本构和累积损伤理论建立了考虑损伤的发动机药柱有限元计算模型,并对卧式贮存条件下某型固体火箭发动机定期翻转进行数值仿真,获得药柱的应力和损伤分布情况。仿真结果表明,卧式贮存条件下,药柱应力危险点位于III象限药柱前端人工脱粘根部;采取定期翻转的策略时,药柱最大累积损伤为不翻转条件下的31.0%;以0.5、1、2 a作为翻转周期对固体火箭发动机进行水平卧式贮存8 a后,药柱损伤均发生在药柱前端人工脱粘层根部环形区域,损伤分布规律基本一致。所得结果可为评估定期翻转对卧式贮存固体火箭发动机药柱的影响提供参考。

摘要： 为实现对长期承受疲劳作用的混凝土桥梁进行原位评估,该文提出了基于实测弹性模量的结构混凝土累积损伤评估方法.首先根据损伤力学的定义讨论了混凝土弹性模量的取值,建议混凝土的初始无损弹性模量采用静力弹性模量;然后根据混凝土应力-应变曲线和残余应变与累积应变的统计关系,提出混凝土静力等效应变和残余应变计算方法,以及混凝土损伤后强度的估算方法,给出了混凝土结构现场测试与分析的详细步骤和弹模比、残余应变的阶段特征值.在以上研究基础上,比较分析了混凝土变形模量、静力等效应变和残余应变损伤指标的应用效果,结果表明残余应变损伤指标的适用性最好,因此根据残余应变的实用限值将混凝土损伤程度划分为4个等级.最后,为了简化评估过程,提出了一种根据混凝土实测强度和弹模比的快速查表评估方法,直接得出混凝土的剩余强度和损伤等级,对工程实践具有参考价值.

摘要： 结合某露天矿爆破振动以及声波测试试验结果分析了爆破对边坡岩体的累积损伤作用,并对其损伤规律进行了系统研究.根据多次生产实践爆破试验的数据采集结果,运用萨道夫斯基公式回归分析得到了现场的场地系数,具体说明了爆破振动对岩体边坡损伤的作用.根据声波测试的结果以及计算的爆破作用下岩体声波降低率以及累积损伤程度,分析了矿山岩体边坡在爆破振动扰动的作用下声波波速不断降低的特点;总结了爆破作业的岩体边坡的累积损伤规律,即爆破次数与岩体边坡的稳定性的关系.

摘要： 为了获得小净距隧道中夹岩爆破累积损伤规律,建立了爆破荷载作用下中夹岩累积损伤新计算方法,并应用该方法对大坪山隧道中夹岩爆破施工过程中的累积损伤进行预测,同时进行了现场测试验证.结果表明,新计算方法不仅能反映爆破力学作用过程,且计算参数也易于获取;预测结果与实测平均误差在12％左右,可以用来预测岩石的累积损伤;大坪山隧道中夹岩累积损伤规律为二次爆破后6个测孔波速平均降低率为4.3％;各测孔最大累积损伤增量为6.1％.其结果可为小净距隧道中夹岩稳定性研究提供依据.

摘要： 本文提供的一种基于累积损伤理论的接触疲劳的快速试验法,可以在较短时间内用较少的试样和成本测量出材料的接触疲劳极限,并且无需参考曲线和斜率参数,克服了以往的接触疲劳快速试验方法的局限性,适合于材料的接触疲劳性能的试验研究.

摘要： 针对可重复使用液体火箭发动机起动过程,研究了起动过程中系统控制输入序列的变化对以推力室冷却夹套隔片为代表的关键部件累积损伤影响.在系统性能变化不大前提下,为使瞬间动态过程中推力室冷却夹套隔片损伤累积较小,从而提高可重复使用发动机工作寿命和使用次数,将系统性能函数和推力室冷却夹套隔片累积损伤量设为目标函数,应用遗传算法对系统控制输入序列进行优化设计.仿真结果表明:在系统性能函数值相同情况下,控制输入序列引起的推力室冷却夹套隔片累积损伤大不相同;选择优化后的控制输入序列能够实现发动机高性能条件下,降低推力室冷却夹套隔片累积损伤的目的.

摘要： 针对国产CCF300单向带复合材料,采用哑铃形试样开展了0°方向拉—拉疲劳条件疲劳极限试验研究,比较了单级加载和多级加载对于疲劳极限的影响,分别采用标准试验方法和线性累积损伤方法对材料的条件疲劳极限进行了预测,两者偏差为6％,满足工程要求.材料的1×106条件疲劳极限为静强度的75％左右,再次验证了国产碳纤维复合材料优异的疲劳性能.

摘要： 大量地震资料表明,在多数情况下,主震会伴随前震或余震,甚至震群发生,这些地震序列会对建筑结构造成较显著的影响,尤其是主余震序列,至今仍是国内外研究的热点.本文首先提出一种基于主余震序列分析结构的方法(MASA),然后讨论和给出该方法中各个参数的确定原则,接着以某单自由度结构为例分析其在主余震作用下的累积损伤及抗震性能,最后应用MASA方法对不同延性结构进行主余震序列分析.分析结果表明本文提出的MASA方法简单实用,参数意义明确,计算方便,为分析和评价结构在主余震序列或其他序列作用下的累积损伤及抗震性能提供了一种新的思路;应用该方法分析得知余震对钢混框架结构的抗震性能影响显著,尤其是延性较低的结构,且其影响程度与主震震级直接相关.

摘要： 材料破坏准则的采用是制约动态层裂机制研究的主要因素之一。采用一维弹脆性平面波理论，运用累积损伤破坏准则对因爆炸或冲击弓I起的层裂问题进行分析。解析了三角形脉冲荷载在考虑升压时间时第1次层裂厚度的变化规律。研究表明：考虑升压时间时得出的层裂片厚度比不考虑升压时间时要小。运用累积损伤破坏准则计算出的层裂片厚度比最大拉应力瞬时断裂准则的计算值大。分析结果对研究地冲击荷载作用下地下洞室的震塌破坏有一定的参考价值。

摘要： 估算了高加速寿命试验应力对一种飞机刹车控制装置的作用时间,并和首翻期内使用应力的作用时间进行比较,实现了将高加速寿命试验数据用于寿命与可靠性评估的目的.

摘要： 估算了高加速寿命试验应力对一种飞机刹车控制装置的作用时间,并和首翻期内使用应力的作用时间进行比较,实现了将高加速寿命试验数据用于寿命与可靠性评估的目的.

摘要： 本发明属于船体结构的疲劳强度评估和优化设计技术领域，具体涉及一种船体优化结构疲劳累积总损伤度的快速计算方法。本发明针对每一种计算浪向，对计算频率进行了筛选，得到船体结构在该计算浪向的主要研究频率；根据确定的主要研究频率，完成船体结构优化方案的结构分析工作，获得该船体结构优化方案与这些主要研究频率对应的结构应力响应，进而实现疲劳累积总损伤度的简化计算。本发明在保证计算结果准确性的情况下，简化了船体结构优化的计算过程，在相当大的程度上减少了计算时间和人员的计算工作量，提高了计算效率。

摘要： 本发明公开了一种基于蠕变疲劳损伤累积的变幅多轴热机疲劳寿命预测方法，通过多轴计数方法对拉扭随机变幅的应变‑时间历进行多轴循环计数，并计出所有反复；在0‑180°范围内每隔1°分别寻找每一个反复上的临界面；计算每一个反复的纯疲劳损伤，并将所有反复的损伤线性相加得到一个块载荷的纯疲劳损伤；依据应力‑应变本构关系或者迟滞回线获取一个稳定块载荷下的轴扭应力‑时间历程和温度‑时间历程；把轴向应力‑时间历程和温度‑时间历程分割成适当份数的区间，并确定每一个区间上的蠕变应力和等效温度；将纯疲劳损伤与等效疲劳损伤相加的到加载一个块载荷后的总的损伤，并取其倒数得到其寿命。该方法能较好的预测多轴随机变幅热机械疲劳寿命。

摘要： 本发明煤矿巷道岩体累积性损伤的声波法测试系统，包括竖向开设在巷道顶板的三个钻孔，三个钻孔成等边三角形布置，在每个钻孔布设测试单元；所述测试单元包括测杆、封孔组件、第一声波换能器、第二声波换能器；自所述测杆底部向顶部依次固定封孔组件、第二声波换能器；所述第一声波换能器与封孔组件固定，第二声波换能器位于测杆顶部；所述测杆为中空结构，所述第一声波换能器和第二声波换能器的数据线从测杆中空结构穿出。设计了煤矿巷道顶部岩体累积性损伤声波法测试的布孔结构，既能实现单孔平透折射波法测试，又能实现多孔穿透直达波法测试，可检测出顶部岩体在不同方向上的裂隙损伤扩展差异性，从而针对性地设计支护方案。

摘要： 本发明公开了一种考虑损伤累积的微动疲劳寿命预测方法，包括以下步骤：步骤1）定义材料或结构件初始状态时的每个节点的损伤参量为零；步骤2）使用带损伤参量的Chaboche非线性随动强化本构模型计算当前损伤参量下的载荷峰值和载荷谷值的应力应变分布；步骤3）根据当前循环时的应力应变分布，确定每一个节点的临界平面，并计算临界平面上的最大切向应力、正应变、最大剪应变幅值，并得到临界面上的SSR损伤参量和等效应变范围。采用结构刚度失效作为结构失效的判定准则，可以对微动疲劳寿命进行有效预测；考虑的损伤本构模型既考虑了材料弹性模量的降低，又考虑了材料塑性强度的下降，使得材料弹性模量和塑性强度的下降之间连续。

摘要： 公开了用于降低在执行处理中对软组织的重复性应力损害的技术。这些技术包括：获得与软组织和处理相关的至少一个重复性应力数据集；访问表征第一损伤状态的信息和表征第二损伤状态的第二信息，其中，第一信息量化软组织在给定应力下过渡出第一损伤状态的重复次数，并且其中，第二信息量化软组织在给定应力下过渡出第二损伤状态的重复次数；预测足以损伤软组织的条件；至少基于该预测，确定用于降低软组织材料重复性应力损害风险的至少一个指南；并且在该处理中实施至少一个指南。

摘要： 本发明公开了一种冲击疲劳过程中的损伤累积评估方法，包括步骤S1.测试结构/材料的初始力学性能，即进行准静态拉伸试验，获得目标结构/材料的初始屈服强度σs；S2.对目标结构/材料进行冲击疲劳加载，并对加载完后的目标结构/材料进行回收；S3.对步骤S2中进行完特定测试项目之后的结构/材料进行准静态拉伸测试，获得加载后的剩余屈服强度S4.结合步骤S1和步骤S3获得的初始屈服强度σs和剩余屈服强度根据下面的损伤程度计算公式，计算结构/材料的损伤程度，给出损伤程度；本方法通过试验方法，能够有效的进行结构/材料损伤程度的评估，具有评估结果准确和效率高的特点。

摘要： 复杂环境下基于累积损伤因子序列的桥梁结构损伤诊断方法，属于实际运营中的桥梁结构损伤诊断领域。本发明是为了解决复杂环境下基于海量监测数据的桥梁结构损伤诊断方法的准确性低的问题。本发明所述的复杂环境下基于累积损伤因子序列的桥梁结构损伤诊断方法，采用健康状态下的桥梁结构监测数据构建损伤诊断阈值，通过对不同时刻待诊断状态下的累积损伤判别因子与损伤诊断阈值进行比较，从而判别桥梁结构产生损伤与否。同时本发明所述方法通过相关性置乱策略，能够剔除各种环境因素对桥梁结构监测数据的影响，本发明能够使复杂环境条件下桥梁结构损伤诊断的准确性得到提高，本发明适用于解决实际运营的桥梁结构损伤诊断问题。

摘要： 本发明公开了一种考虑损伤累积效应的材料本构模型数值分析方法：步骤A：定义损伤变量D；步骤B：依据材料的应力‑应变曲线获得材料单调加载力学性能；步骤C：依据材料不同应变幅的滞回曲线计算损伤参量β,ξ1和ξ2；步骤D：依据材料的滞回曲线获取待定参数m0、m1、m2、m3，建立考虑损伤累积效应的材料循环本构模型；步骤E：通过ABAQUS有限元软件，将上述材料的相关参数代入材料用户子程序VUMAT中，以精确模拟材料在循环荷载作用下的破坏。本发明能够有效地解决现阶段累积损伤模型应用的困难，明确损伤参数，提高计算精度，实现了考虑损伤累积效应的材料本构模型在有限元软件中的应用，可精确模拟材料在循环荷载作用下的破坏。

摘要： 复杂环境下基于累积损伤因子序列的桥梁结构损伤诊断方法，属于实际运营中的桥梁结构损伤诊断领域。本发明是为了解决复杂环境下基于海量监测数据的桥梁结构损伤诊断方法的准确性低的问题。本发明所述的复杂环境下基于累积损伤因子序列的桥梁结构损伤诊断方法，采用健康状态下的桥梁结构监测数据构建损伤诊断阈值，通过对不同时刻待诊断状态下的累积损伤判别因子与损伤诊断阈值进行比较，从而判别桥梁结构产生损伤与否。同时本发明所述方法通过相关性置乱策略，能够剔除各种环境因素对桥梁结构监测数据的影响，本发明能够使复杂环境条件下桥梁结构损伤诊断的准确性得到提高，本发明适用于解决实际运营的桥梁结构损伤诊断问题。

摘要： 本发明提供一种基于累积损伤仿真的轴类产品可靠性实时预测方法，首先通过网格非线性自适应技术进行累积损伤仿真分析，其次将仿真的输入输出结果代入长短期记忆神经网络进行训练，然后建立轴类产品所受扭矩载荷的随机过程模型，对扭矩随机过程进行均方积分得到冲量矩，将冲量矩代入神经网络预测磨损量进而对磨损量进行不确定性量化，最后结合广义的应力‑强度干涉模型实时预测轴类产品的可靠度。本发明公开的方法可以有效地提高轴类产品磨损量仿真的精度，同时基于神经网络建立代理模型提高磨损量的预测效率，应用随机过程进行不确定性量化去掉“先验假设”本身引入的主观不确定性，提高轴类产品可靠性预测的准确性和时效性。