蠕变疲劳

摘要： 针对P92和G115新型马氏体耐热钢进行了应力控制下蠕变-疲劳性能研究,分析了保载时间和峰值应力对应力控制下蠕变-疲劳性能的影响规律.结果表明,应力控制下蠕变-疲劳过程中蠕变变形和损伤主导了蠕变-疲劳寿命.蠕变-疲劳寿命随峰值应力和保载时间的增加而下降,同时相同峰值应力下,G115钢的蠕变-疲劳寿命约是P92钢的8~10倍,但G115钢对峰值应力与保载时间的交互作用更为敏感.材料高温强度的变化导致G115钢的蠕变-疲劳性能优于P92钢.针对应力控制下蠕变-疲劳寿命预测,研究了能量法、应变能密度耗竭法、频率分离法和回线能量法等.并基于应力控制蠕变-疲劳非弹性应变损伤机制,提出了最小循环蠕变速率法和基于纯蠕变的最小蠕变速率法.结果表明:最小循环蠕变速率法预测精度最高,而基于纯蠕变的最小蠕变速率法对高寿命区预测良好,而低寿命区误差偏大.

摘要： 为研究保载时间对蠕变-疲劳寿命和应力-应变响应的影响规律,对P92钢在650°C下进行了应变幅为±0.5%,保载时间为36,600,3600s的蠕变-疲劳试验,采用Chaboche塑性本构模型和应变强化蠕变模型进行有限元模拟,并对P92钢断裂试样进行透射电镜检测。试验结果表明:保载时间增长导致拉压屈服极限降低,最大拉应力降低,非弹性应变范围减小,蠕变-疲劳寿命降低。模拟结果显示,模拟值与试验值的最大拉应力、保载期间应力松弛量基本一致。检测结果发现,在蠕变-疲劳试验中,随着保载时间增长,蠕变空腔慢慢生成、长大,保载时间增长引入的蠕变损伤会加速疲劳裂纹扩张,蠕变-疲劳断裂机制由疲劳损伤主导逐渐变为蠕变损伤主导。最终提出了不同保载时间下最大拉应力随循环次数变化的拟合式,结合WANG等模型引入的逐周次概念,得到一种改进的蠕变-疲劳寿命模型,运用此模型能很方便地实现对P92钢进行不同保载时间下的蠕变-疲劳寿命预测。

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： 针对某加固计算机电路板开展PCB设计、热设计和热循环加载条件下的应力、应变分析,开展CCGA焊点在热循环加载条件下的应力应变过程分析是可靠性研究的重要内容。CCGA焊点在热循环过程中,由于陶瓷芯片载体与基板材料之间的热膨胀失配而导致焊点的蠕变疲劳失效问题。本文建立CCGA三维焊点模型,进一步建立CCGA封装元件PCBA有限元分析模型,分析了CCGA焊点在热循环条件下的应力应变过程。与试验结果图片比对分析了CCGA焊点破坏机理。

摘要： 对焙烧炉筒体结构进行有限元建模仿真,考虑热应力、压力和重力对筒体结构受力的影响,计算了焙烧炉关键部位的蠕变疲劳寿命,同时探究进气温度、保温层及对流系数等参数的影响。结果表明:热应力是影响结构强度的关键因素;焙烧炉筒体在许用蠕变变形量为5%的情况下,其使用寿命超过设计寿命;在筒体加热过渡段铺设保温层,降低与外界空气对流和提高进气温度,有利于降低筒体应力。

摘要： 在625°C下对P92钢进行了蠕变-疲劳试验,分析了应变幅(0.4%~1.4%)和保载时间(30~300 s)对P92钢循环变形行为的影响,探讨了蠕变-疲劳交互作用下的微观机制,并与低周疲劳试验进行了对比。结果表明:蠕变-疲劳交互作用引起P92钢从非Masing特性向Masing特性转变,且保载时间内的应力松弛导致蠕变-疲劳载荷下的循环软化加速;疲劳过程中P92钢微观结构发生非均匀变化,位错密度降低,最终形成长条状亚晶结构,而蠕变-疲劳过程中P92钢的微观结构变化和位错密度降低程度更加均匀、显著,最终形成等轴状亚晶或位错胞结构,并伴有沉淀物粗化现象。

摘要： 针对航空发动机涡轮盘榫槽区域的典型服役条件与应力集中特征,开展典型盘用材料GH4169缺口特征件的高温疲劳、持久及蠕变-疲劳试验,分析缺口件的蠕变-疲劳失效规律及影响因素。结果表明:在疲劳峰值载荷处引入保持时间可降低缺口件的失效循环数,但会延长累积失效时间。保载时,蠕变与疲劳损伤存在一定的交互作用,并且交互作用的强弱与载荷水平存在一定的相关性。SEM断口分析表明:随保载时间延长和应力水平下降,缺口件的蠕变-疲劳裂纹萌生和扩展失效模式由穿晶向沿晶过渡。

摘要： 高温变载荷作用下的构件易发生蠕变疲劳损伤断裂,严重影响设备的安全运行.蠕变疲劳交互作用下的寿命预测是材料结构完整性的重要要素.综述了影响金属蠕变疲劳寿命的因素,并基于线性累积损伤法、延性耗损法、Manson-coffin方程、频率修正法与频率分离法、平均应变速率寿命预测模型、延性耗竭模型、能量守恒蠕变疲劳交互寿命模型、延性耗竭与损伤力学蠕变疲劳寿命预估模型等方面探讨了国内外金属材料在疲劳-蠕变寿命交互作用下的寿命预测模型.最后,基于目前蠕变疲劳寿命预估模型存在的问题,对蠕变疲劳寿命预估模型进行了展望.

摘要： 文章进行了304H焊接接头在680°C、不同应力水平下的蠕变疲劳试验研究,分析了不同应力下304H焊接接头蠕变疲劳行为,并基于延性耗竭模型建立了蠕变疲劳寿命预估式,比较了试验失效寿命与预测寿命之间的误差.结果表明,应力幅-平均应力-寿命关系曲线呈现出反C型特型,在应力幅与平均应力相等时出现寿命拐点,在拐点附近失效寿命降低较剧烈;不同的应力水平下循环应力应变累积曲线由疏变密,最大应力一定时,平均应力水平增大,循环应力应变累积曲线变疏;试验失效寿命与寿命预估式预测寿命相对误差在10％ 以内,证明了建立的寿命预估表达式能够较好地预测本次试验条件的失效寿命.

摘要： 文章在625°C下开展了一系列不同峰、谷值保载时间的蠕变-疲劳试验,研究了谷值保载时间内的滞弹性应变回复对循环变形行为的作用,同时详细分析了峰值应力、峰值保载时间和应力比等因素对滞弹性应变的影响.研究表明:蠕变-疲劳的应力卸载后的谷值保载时间内9％～12％Cr钢发生了非弹性应变的滞弹性回复,从而降低了蠕变损伤的累积,导致蠕变-疲劳寿命增加.滞弹性应变随着谷值保载时间和峰值应力的增加而增加,然而随着峰值保载时间和应力比的增加而降低.基于滞弹性回复延长蠕变-疲劳寿命的试验结果,提出了一个考虑滞弹性回复效应的新延性耗竭寿命模型,提高了寿命预测的准确性,为蠕变-疲劳寿命预测的工程应用提供了理论基础.

摘要： 随着环境问题的日益凸显以及原油质量日益下降,加氢装置被广泛地用于石油化工行业.由于相关工艺的要求,在服役过程中加氢设备需要承受高温高压和循环载荷,在评估加氢设备的寿命时必须同时考虑蠕变和疲劳对设备的影响.规范案例2605(Code Case2605)中提供了两种评估2.25Cr1MoV钢制承压设备蠕变疲劳寿命的方法.利用大型有限元商业软件ANSYS按照规范案例2605中的两种方法分别计算了设备的蠕变疲劳寿命,并将两种方法的结果进行了比较.结算结果表明,两种方法计算出的设备的蠕变疲劳寿命基本相同,方法1作为一种简化后的方法可以用来评估2.25Cr1MoV钢制承压设备的蠕变疲劳寿命.最后根据计算结果提出了一些提高设备蠕变疲劳寿命的建议.

摘要： 核电、石油化工、煤化工等行业的压力容器在服役过程中会受到高温高压和循环载荷的共同作用,设计时必须同时考虑蠕变和疲劳的影响.ASMEⅢ-NH规范提供了蠕变疲劳寿命设计方法.本文借助有限元分析软件ANSYS Workbench,采用ASMEⅢ-NH规范中的方法对煤化工中的OCP反应器进行整体蠕变疲劳寿命评定,详细阐述该规范的设计思想和具体步骤,并讨论蠕变和疲劳对于设计寿命的影响.最后,建议国内分析设计规范在修订时可以引入蠕变疲劳分析和评定方法,以满足核电、石化等领域的工业需求.

摘要： 介绍了一种内部随机均匀分布微裂纹的数值模拟模型——晶界破坏抵抗模型.利用该模型对耐热合金钢SUS304高温蠕变疲劳内部微裂纹的萌生、扩展、合体全过程进行了数值模拟和分析,模拟结果与实验结果相吻合.

摘要： 加氢反应器在服役过程中会受到高温和循环载荷的共同作用,设计时必须同时考虑蠕变和疲劳的影响.ASME规范案例2605提供了一种用于加氢设备的蠕变疲劳寿命设计方法.本文借助有限元分析软件ABAQUS,以加氢设备的接管部位为例,基于新版案例2605中的方法,对新型加氢反应设备进行蠕变疲劳寿命校核.同时,分析了疲劳设计曲线的生成方法、超标准循环次数的设计、设计参数对蠕变疲劳寿命的影响以及最小应力限制等问题.

摘要： ASME规范案例2605是在ASMEⅧ-2的基础上将2.25Cr-1Mo-V钢的疲劳设计温度由371°C扩展为454°C.该案例于2010年1月进行第一次修订,即ASME规范案例2605-1,于2015年6月进行第二次修订,即ASME规范案例2605-2.目前最新版中除了将温度上限从454°C(850℉)提高到了482°C(900℉)、在蠕变棘轮的校核中引入了弹性分析来代替非弹性分析之外,还对上版中温度单位和相关的公式在表1和表1M中进行了修正.本文将对ASME规范案例2605-2中的温标修订的相关表格和公式进行解读和探讨,为国内工程设计人员更好的理解规范案例提供参考.

摘要： ASME规范案例2605是在ASMEⅧ-2的基础上将2.25Cr-1Mo-V钢的疲劳设计温度由371°C扩展为454°C.该案例于2010年1月进行第一次修订,即ASME规范案例2605-1,于2015年6月进行第二次修订,即ASME规范案例2605-2.目前最新版中除了将温度上限从454°C(850℉)提高到了482°C(900℉)、在蠕变棘轮的校核中引入了弹性分析来代替非弹性分析之外,还对上版中温度单位和相关的公式在表1和表1M中进行了修正.本文将对ASME规范案例2605-2中的温标修订的相关表格和公式进行解读和探讨,为国内工程设计人员更好的理解规范案例提供参考.

摘要： ASME规范案例2605是在ASMEⅧ-2的基础上将2.25Cr-1Mo-V钢的疲劳设计温度由371°C扩展为454°C.该案例于2010年1月进行第一次修订,即ASME规范案例2605-1,于2015年6月进行第二次修订,即ASME规范案例2605-2.目前最新版中除了将温度上限从454°C(850℉)提高到了482°C(900℉)、在蠕变棘轮的校核中引入了弹性分析来代替非弹性分析之外,还对上版中温度单位和相关的公式在表1和表1M中进行了修正.本文将对ASME规范案例2605-2中的温标修订的相关表格和公式进行解读和探讨,为国内工程设计人员更好的理解规范案例提供参考.

摘要： ASME规范案例2605是在ASMEⅧ-2的基础上将2.25Cr-1Mo-V钢的疲劳设计温度由371°C扩展为454°C.该案例于2010年1月进行第一次修订,即ASME规范案例2605-1,于2015年6月进行第二次修订,即ASME规范案例2605-2.目前最新版中除了将温度上限从454°C(850℉)提高到了482°C(900℉)、在蠕变棘轮的校核中引入了弹性分析来代替非弹性分析之外,还对上版中温度单位和相关的公式在表1和表1M中进行了修正.本文将对ASME规范案例2605-2中的温标修订的相关表格和公式进行解读和探讨,为国内工程设计人员更好的理解规范案例提供参考.

摘要： ASME规范案例2605是在ASMEⅧ-2的基础上将2.25Cr-1Mo-V钢的疲劳设计温度由371°C扩展为454°C.该案例于2010年1月进行第一次修订,即ASME规范案例2605-1,于2015年6月进行第二次修订,即ASME规范案例2605-2.目前最新版中除了将温度上限从454°C(850℉)提高到了482°C(900℉)、在蠕变棘轮的校核中引入了弹性分析来代替非弹性分析之外,还对上版中温度单位和相关的公式在表1和表1M中进行了修正.本文将对ASME规范案例2605-2中的温标修订的相关表格和公式进行解读和探讨,为国内工程设计人员更好的理解规范案例提供参考.

摘要： 高温蠕变和低周疲劳是锅炉高温受压元件寿命损伤的主要机理,电站锅炉高温受压元件蠕变和低周疲劳寿命在线监测是提高锅炉安全运行和管理水平的有效途径.本文给出了电站锅炉高温受压元件蠕变和低周疲劳寿命损伤的计算方法.扼要介绍了寿命损伤在线监测的技术关键、基本原理、使用范围和实际的应用情况.

摘要： 本发明公开了一种材料的疲劳、蠕变和疲劳‑蠕变交互统一寿命的表征方法，属于航空发动机关键材料的寿命预测领域。目的是为了解决材料在低周疲劳、蠕变和疲劳‑蠕变交互条件下的寿命表征和预测问题。其原理是通过开展材料在不同保载时间下的疲劳‑蠕变交互、低周疲劳和蠕变试验，采用归一化计算方法分别获得有效保载时间和归一化无量纲寿命，继而建立具有非线性表征能力的幂函数形式的寿命预测方法。该方法可以准确表征材料在低周疲劳和疲劳‑蠕变交互作用条件下的寿命，特别是能够考虑并准确预测蠕变寿命。本发明的优点是既能考虑物理机制又能兼顾模型实施简便，有效解决材料的低周疲劳、蠕变和疲劳‑蠕变交互统一寿命表征和预测问题。

摘要： 本发明公开了一种材料的疲劳、蠕变和疲劳‑蠕变交互统一寿命的表征方法，属于航空发动机关键材料的寿命预测领域。目的是为了解决材料在低周疲劳、蠕变和疲劳‑蠕变交互条件下的寿命表征和预测问题。其原理是通过开展材料在不同保载时间下的疲劳‑蠕变交互、低周疲劳和蠕变试验，采用归一化计算方法分别获得有效保载时间和归一化无量纲寿命，继而建立具有非线性表征能力的幂函数形式的寿命预测方法。该方法可以准确表征材料在低周疲劳和疲劳‑蠕变交互作用条件下的寿命，特别是能够考虑并准确预测蠕变寿命。本发明的优点是既能考虑物理机制又能兼顾模型实施简便，有效解决材料的低周疲劳、蠕变和疲劳‑蠕变交互统一寿命表征和预测问题。

摘要： 本公开提供了一种结构蠕变‑疲劳寿命可靠性优化设计方法，属于可靠性分析技术领域。该方法包括：确定结构的随机变量x，建立结构参数化有限元模型并获取有限元分析结果；根据所述有限元分析结果，建立结构的蠕变‑疲劳寿命可靠性分析模型，所述蠕变‑疲劳寿命可靠性分析模型中包含结构的尺寸设计变量d；设定优化条件，基于所述蠕变‑疲劳寿命可靠性分析模型获得结构蠕变‑疲劳寿命可靠性优化设计模型；采用自适应类序列解耦法对所述蠕变‑疲劳寿命可靠性优化设计模型进行求解，获得所述尺寸设计变量d的设计结果。自适应类序列解耦法可加快收敛效率，提升优化设计效果。

摘要： 本发明公开了一种低蠕变耐疲劳耐弯曲抗拉伸钢包车专用电缆，属于电缆技术领域，内护套的内部设有具有抗拉伸、抗弯折效果的加强机构，内护套的内部还设有与缆芯束一一对应且对相应缆芯束起抗弯折作用的抗弯机构。本发明中电缆受外力发生弯折时，位于电缆弯折部位的套环会发生形变，即可将环形空腔中体积收缩部位的气体向位于大弧形端面区域内部位的环形空腔进行挤压，并使位于大弧形端面区域内部位的环形空腔中的气压变大，此时气体将会对位于大弧形端面上的活塞板进行挤压，使活塞杆伸长并使推板对缆芯束弯折部位的大弧形端面进行抵触挤压，以抵消部位外力对缆芯束的弯折作用，以实现对缆芯束的防护。

摘要： 本发明公开了基于非线性蠕变‑疲劳交互作用的高温结构件寿命预测方法，包括以下步骤：构建寿命预测模型，寿命预测模型用于通过获取基于门槛应力的第一蠕变损伤，以及基于平均应力的第二疲劳损伤，对高温结构件进行寿命预测；通过获取高温结构件的蠕变断裂应变能、弹性模量、应力水平、峰值应变保持时间，获取第一蠕变损伤；通过获取高温结构件在蠕变‑疲劳条件下的塑性应变范围和平均应力、在纯疲劳条件下的塑性硬化指数，以及高温结构件的材料常数，获取第二疲劳损伤；基于寿命预测模型，根据第一蠕变损伤和第二疲劳损伤，对高温结构件进行寿命预测；本发明解决双线性蠕变‑疲劳寿命预测方法的局限性，对材料蠕变‑疲劳寿命的预测精度较高。

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： 一种基于等温疲劳和蠕变疲劳的多轴热机械疲劳寿命预测方法，涉及机械设计疲劳强度领域。该方法的步骤为:(1)找到最大剪切应变幅所在的平面，即临界面；计算等效温度；求解在一个循环下的等温疲劳损伤；通过应力‑应变本构关系或者迟滞回线获取一个稳定循环载荷下的轴向应力‑时间历程和相应的温度‑时间历程并分割成适当的份数，计算每一份蠕变损伤，累加得到一个稳定循环载荷下的蠕变损伤；确定相位角参数后，计算等温疲劳损伤与蠕变损伤之间的交互损伤；累加得到一个循环载荷下的热机械疲劳损伤。结果说明该方法能较好的预测多轴横幅热机械疲劳寿命。

摘要： 本发明公开了一种微试样蠕变、蠕变疲劳试验系统及试验方法，所述微试样蠕变、蠕变疲劳试验系统包括主机框架、高温炉、伺服电机加载装置、测距装置、测力装置、冷却系统、夹装机构、石英管、供气装置、计算机控制系统及数据采集系统。通过本发明的应用，可以在一套系统中进行微拉伸试样蠕变试验和微弯曲试样蠕变试验两种试验，利于研究人员进行试验和试验的推广。

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： 一种基于等温疲劳和蠕变疲劳的多轴热机械疲劳寿命预测方法，涉及机械设计疲劳强度领域。该方法的步骤为:(1)找到最大剪切应变幅所在的平面，即临界面；计算等效温度；求解在一个循环下的等温疲劳损伤；通过应力‑应变本构关系或者迟滞回线获取一个稳定循环载荷下的轴向应力‑时间历程和相应的温度‑时间历程并分割成适当的份数，计算每一份蠕变损伤，累加得到一个稳定循环载荷下的蠕变损伤；确定相位角参数后，计算等温疲劳损伤与蠕变损伤之间的交互损伤；累加得到一个循环载荷下的热机械疲劳损伤。结果说明该方法能较好的预测多轴横幅热机械疲劳寿命。