高周疲劳

摘要： 以某六缸柴油机缸盖为研究对象,通过CFD计算及经验公式确定温度场分析的边界条件,进而进行温度场分析。对缸盖在热载荷和机械载荷共同作用下的耦合应力场进行了分析,确定出缸盖上的危险点。在计算缸盖应力场的时候考虑材料塑性应变以及各缸爆发的不平衡性,并计算了该缸盖的高周疲劳安全系数和低周疲劳寿命。结果表明,缸盖部分区域寿命偏低,需要对这些区域进行结构优化处理。

摘要： 某型发动机使用中,飞行前检查发现尾喷管前转阶段出现裂纹。对裂纹断口进行失效分析,裂纹性质为高周疲劳。通过开展整机动应力测量,确定裂纹产生的主要原因为工作转速范围内存在大振动应力。通过优化尾喷管型面,调整更换材料,降低了振动应力并提高了疲劳强度。经整机试车试验验证,改进措施有效。

摘要： 针对柴油机活塞高周疲劳问题,基于格点型有限体积方法(CV-FVM)建立高周疲劳数值模型,并采用C开发求解程序。使用该程序计算矩形孔板的最大等效应力和疲劳寿命,并与有限元法计算值及其他文献的研究结果进行对比,验证了本文模型的正确性。利用该数值模型进行燃气压力作用下某活塞的高周疲劳性能分析,其结果与有限元法的计算结果相一致。分析表明,在机械载荷作用下,活塞的von Mises等效应力与疲劳寿命成反比,最小疲劳寿命出现在活塞销孔上表面内侧,与最大等效应力所处区域一致,因此预测活塞高周疲劳寿命时要重点关注销孔位置的应力情况。

摘要： 采用应力比R=0.1的高周疲劳试验,研究了水淬-配分处理对1500 MPa级22MnB5高强钢高周疲劳性能的影响。分别采用光学显微镜和扫描电子显微镜进行了金相检验和疲劳断口分析。结果显示:未经水淬-配分处理的22MnB5钢组织主要为马氏体,抗拉强度约为1500 MPa,其高周疲劳破坏主要是表面缺陷所致,疲劳断裂始于钢板表面的凹坑等缺陷处;经水淬-配分处理的22MnB5钢的抗拉强度降到了1400 MPa左右,疲劳断裂始于钢板表面的凹坑和氧化层,高周疲劳性能较差。

摘要： 膜盘联轴器在实际使用中多以膜盘疲劳失效为主。为提高膜盘抗疲劳性能,以膜盘高周疲劳安全系数最大化为目标,提出了一种基于Kriging模型的膜盘型面参数优化设计方法。在分析膜盘型面结构和高周疲劳应力的基础上,通过有限元计算获取膜盘型面参数与高周疲劳安全系数的样本数据;基于该样本数据集构建了膜盘高周疲劳安全系数的初始Kriging模型;最后,运用遗传优化算法和目标函数值最小(Minimizing the predicted objective function,MP)加点准则完成了Kriging模型动态更新和优化设计。应用该方法对某直升机传动的膜盘进行了改进设计。结果表明,优化后膜盘危险点的稳态应力和动态应力分别下降了18.7%和40.7%,高周疲劳安全系数提高了52.8%。该方法可用于提高膜盘疲劳安全裕度,为膜盘设计提供了参考。

摘要： 目的针对某车载油箱高周疲劳寿命难以预测问题,研究该设备在随机载荷环境下的疲劳寿命。方法首先通过模态试验得到油箱固有频率及振型,然后利用Solidworks建立该车载油箱的仿真模型,在ANSYS Workbench软件中进行模态分析、随机振动分析、谐响应分析。最后利用ANSYS Workbench软件中的nCode SN Vibration(DesignLife)模块,在随机振动疲劳寿命频域分析法基础上,通过nCode模块中的Narrowband法进行油箱在多个加速度功率谱密度下的疲劳寿命研究。结果该油箱在约束模态试验和仿真分析下所表现的动力学特性基本相同,油箱纵向为振动严酷方向。在已知加速度功率谱密度下,油箱疲劳寿命随低阶固有频率处功率谱密度幅值的增加而降低,但油箱薄弱部位始终保持不变。结论建立的仿真模型准确,可为油箱优化设计及后续油箱疲劳试验提供参考。

摘要： 在室温和高温(450,500,566°C)下对某进口汽轮机转子用2CrMo合金钢进行了拉伸试验和轴向力控制的高周疲劳试验,基于试验数据得到该钢的高周疲劳应力-寿命曲线,并通过广义中值曲面模型得到了中值寿命曲面,研究了温度对高周疲劳性能的影响。结果表明:试验钢的屈服强度、抗拉强度和弹性模量随温度的升高而下降;相同应力水平下,高周疲劳寿命随温度的升高而下降,高应力比(0.5,0.8)下,高周疲劳寿命受应力水平影响较大。低应力比(-1,-0.3)下高周疲劳断口为典型的轴向承载高周疲劳断口,在高温时疲劳源呈多源特点,室温时为单一裂纹源;高应力比(0.5,0.8)下高周疲劳断口呈现拉伸断口特征,室温下断口存在明显的放射区、纤维区和剪切唇区,高温下只有纤维区和剪切唇区。

摘要： 在螺纹上发现没有加工API应力减轻槽,断口距离转换接头母扣端面以下90~113mm(接头有效长度970mm),断口3/5端面均有明显冲蚀刺痕,瞬断区约占端面总面积的2/5,剪切唇起高25mm,长50mm;宏观断口判断为高周疲劳引起应力累积形成裂纹源后转化接头刺穿失效断口。

摘要： 为研究Ⅰ型(张开型)、Ⅱ型(剪开型)复合裂纹的扩展行为,通过数值方法结合试验数据分析Ⅰ-Ⅱ复合型(30°、45°、60°)加载下AA7075材料高周疲劳裂纹扩展,分别利用等效应力强度因子幅值(ΔK^(*))和循环J积分(ΔJ)描述疲劳裂纹扩展速率,给出相应的Paris公式表达式;推导ΔK^(*)与ΔJ在线弹性断裂力学理论下两者之间的关系式。结果表明:所推导的ΔK^(*)与ΔJ理论关系式可以提供与数值方法相同的结果;由于等效应力强度因子均需经验公式复合获得,利用ΔJ能有效代替ΔK^(*)作为参数描述高周复合型疲劳裂纹扩展速率。

摘要： 某石化公司加氢装置三级往复式压缩机的一级气缸缸盖螺栓多次发生断裂。本文对螺栓的金相分析、硬度测试、螺栓断裂的宏观及低倍分析、螺栓的力学分析等多项结果进行分析,以判断螺栓断裂的原因。分析结果表明,螺栓的断裂属于低应力高周疲劳断裂,为此提出了相应的对策,以确保压缩机安全稳定长周期运行。

摘要： 综合考虑尺寸效应、表面加工、应力梯度、多轴疲劳及平均应力因素,修正了Manson-Coffin应变寿命曲线公式,推导出预测钢混凝土组合梁-CFT柱贯入式节点高周疲劳寿命的局部应力应变法.在此基础上,通过ABAQUS/FE-safe有限元分析与ANSYS疲劳分析、实验结果对比发现:修正后的局部应力应变法不仅适用于高周疲劳分析,预测精度也大大高于ANSYS疲劳模块的名义应力法.此法充分体现了局部应力应变法的理论优势,为钢混凝土组合梁-CFT柱贯入式节点的设计提供更有价值的参考.

摘要： 高周疲劳(HCF)一直是制约航空发动机结构可靠性的主要问题之一，加速高周疲劳试验研究是目前国内外相关领域研究的热门课题之一,主要介绍了两种先进的加速高周疲劳考核试验技术(超声疲劳和动力加速试验台),并分析了其基本工作原理、应用现状和局限性.所做工作可供加速疲劳试验技术研究参考.由于作者水平所限，对相应理论的理解难免有失偏颇。希望能够对加速高周疲劳试验技术研究提供一些参考。

摘要： 反应堆堆内构件是反应堆冷却剂系统中的重要设备，其设计结构要求在全寿期内保持高度可靠性。在国内外核电厂运行过程中，曾发生堆内构件因流致振动而出现故障和损坏事件，这直接影响了反应堆的安全运行和经济效益。本文根据ASME锅炉及压力容器规范第Ⅲ卷第1册NG分卷和堆内构件设计规范书对防断组件及其支承柱在流致振动载荷和泵致振动载荷下进行高周疲劳分析。分析结果表明防断组件及其支承柱各个部件的交变应力满足ASME规范限值的要求。

摘要： 本文介绍了一种基于概率特性的航空发动机转动部件高周疲劳寿命评估方法.充分考虑概率性因素(载荷、材料、几何),将概率高周寿命评估分为两个层次——概率共振分析和概率损伤分析.概率共振分析考察共振考核状态发生共振的可能性.以概率性共振分析为前提,以确定性损伤分析为基础,提出了概率损伤的分析方法.根据实际工作载荷谱,可以对发动机转动部件进行高周疲劳寿命评估,并给出了每小时损伤量和损伤总量两个评估标准.以某压气机盘为例,使用本文的方法,对该盘进行了概率性的高周疲劳寿命评估.

摘要： 某风场连接风机塔筒法兰螺栓，于2013年初安装，安装扭矩为5 800N"m，采用经检定扭力扳手安装。2016年5月，发现塔筒爬梯位置附近出现1根螺栓头部断裂。采用宏观分析、力学性能测试、化学成分分析、OM、SEM、EDS能谱、金相分析等检测分析方法对10.9级高强螺栓断裂原因进行分析.结果表明:在螺栓镦头成型工序中,头部R角部位产生折叠微裂纹,形成早期裂纹源.在使用过程中,塔筒该部位长期受较大交变工作应力作用,从而致微裂纹进一步扩展,最终形成高周疲劳断裂.

摘要： 高氮无镍奥氏体不锈钢(HNASS)具有良好的力学性能、耐蚀性和生物相容性,以及不含镍,是一种用于血管支架的理想材料.支架服役会经历较大的冷变形,并且血液是一种较为苛刻的腐蚀环境.本文研究了冷变形对高氮无镍奥氏体不锈钢高周疲劳和腐蚀疲劳的影响,并探究其机理,为支架在血液环境下服役提供参考.

摘要： 基于某型齿轮轴断轴故障,对某型齿轮轴清根槽处出现的裂纹开展理论计算,并应用有限元法,开展裂纹部位仿真分析,对比验证结果真实性、摸清不同工况下裂纹扩展规律.相关结果表明某型齿轮轴断轴故障源于高周疲劳,敏感载荷来源于交变液压力产生的弯矩.

摘要： 采用电子束选区熔化成型技术制备了Ti-6Al-4V合金试样,研究了成型态与热等静压态的显微组织、拉伸及高周疲劳性能.结果表明,成型态的组织为沿沉积方向生长的柱状晶;柱状晶内部以魏氏组织为主,也有α/β片层组织存在.成型态材料的拉伸强度并未受到少量气孔及未熔合缺陷的影响,其强度和延伸率达到了ASTM标准.热等静压消除了材料内部缺陷,但显微组织发生粗化,材料抗拉强度下降约5％,但延伸率提高了约35％.热等静压后Ti-6A1-4V合金的高周疲劳性能得到显著改善,在1×107寿命,R=0.1的测试条件下,疲劳极限达到600MPa.根据断口信息分析了典型试样的裂纹萌生与扩展行为,大多数试样的裂纹源位于表面,材料拉伸性能分散性较大是疲劳寿命分散性大的主要原因之一.

摘要： 飞机短舱内的液压导管发生多起断裂失效,通过对断裂导管的制造过程复查,导管的外观观察、断口观察分析,明确了导管的断裂系单向弯曲的高周疲劳断裂.通过环境振动试验,可确定导管的断裂位置振动量最大,主要受水平方向振动载荷,由于液压管路端安装有增压泵,工作中引起振动,同时导管内由于管路增压产生压力变化,且该条导管弯曲布置,在管内有压力脉动,也是导致振动的因素,而框、长桁和蒙皮对液压导管振动影响不大.

摘要： 在金属材料的疲劳试验中,不同国家、不同行业所用标准对试验的规定不尽相同.本文选取具有代表性的:断裂韧度、高周轴向疲劳、低周疲劳、疲劳裂纹扩展速率这四种常见疲劳项目的国内外标准进行比较。结果表明,美标较为全面、航标较为细致、国标较为宽松。

摘要： 本发明提供了一种汽轮机转子低周疲劳与高周疲劳的裂纹扩展寿命监控方法，其特征在于，具体步骤包括：输入汽轮机转子的材料牌号；计算轮机转子高周疲劳裂纹扩展的最大应力、应力范围、临界裂纹尺寸、裂纹尺寸界限值、汽轮机转子的高周疲劳裂纹扩展寿命，计算轮机转子低周疲劳裂纹扩展的最大应力、应力范围、临界裂纹尺寸，低周疲劳裂纹扩展寿命、汽轮机转子的第一阶段疲劳裂纹扩展日历寿命，汽轮机转子的第二阶段疲劳裂纹扩展日历寿命，确定汽轮机转子裂纹扩展日历寿命的判据值τ

摘要： 本发明提供了一种基于临界面法疲劳破坏准则的高周多轴疲劳寿命预测方法，涉及疲劳强度领域，该方法的步骤为：(1)构造高周多轴疲劳准则。(2)通过代入两种单轴加载以及脉动循环加载情形，推导出式中参数(3)读取高周多轴恒幅加载试验数据，确定临界面位置。(4)通过计算出的临界面上的剪应力幅，正应力幅和平均正应力，利用公式计算出等效应力幅。(5)利用应力‑寿命曲线，计算出多轴恒幅载荷下的高周疲劳寿命。提出的方法进行多轴恒幅载荷下的高周疲劳寿命估算取得较好的预测效果。

摘要： 一种高周疲劳试验机的多轴疲劳试验夹具，包括相对的两夹具体，每一夹具体后部的夹持端由引伸主轴和引伸套筒组成，引伸套筒的前端内部设有内螺纹，与弧形夹具后端的连接轴后部的外螺纹配合；弧形夹具前端的内凹面设有与垂直方向呈不同角度的多个锁紧装置，锁紧装置的结构是：弧形夹具的内凹面上设有带盲孔的凸台，传导垫块置于盲孔内，试样连接块盖住传导垫块，其限位齿与凸台台面上的限位槽配合；凸台的周围开有与锁紧盖侧壁适配的环形凹槽，锁紧盖盖住试样连接块，且锁紧盖通过螺纹连接在凸台上；且锁紧盖上开有通孔，试样连接块上设有内螺纹通孔。该夹具与单轴高周疲劳试验机配合试用，可以对试样进行高周、多轴的疲劳试验研究。

摘要： 本发明公开了一种超高强钢板状疲劳试样、夹持部位加工方法及其高周疲劳试验方法，该板状疲劳试样的夹持部两侧面均开设有若干平行的V型槽；V型槽的方向与加载方向的夹角为θ，相邻V型槽的中心间距为a；V型槽的深度为b；a=夹持超高强钢板状疲劳试样的楔块的咬齿间距；θ=楔块的咬齿与加载方向的夹角；b＜楔块咬齿深度。本发明可有效提高试样夹持力，防止疲劳试样夹持部位断裂失效，提高试验结果稳定性和准确性。该方法是主要针对相对韧性较差，裂纹敏感性强的超高强钢在高周疲劳试验中，由于加载载荷过大导致夹持部位由于过大的夹紧力在试样表面产生塑性变形微裂纹，引发在疲劳试验中夹持部位经常出现断裂失效，试验效率过低的问题。

摘要： 一种制备弹性体材料高周疲劳和低周疲劳试样的方法，其特征在于：所述方法步骤如下：a、将260~270质量份的聚氨酯预聚体和260~270质量份的多元醇置于真空脱泡装置中进行真空脱泡混合10~15min；b、将步骤a中所得的混合料注入到高周疲劳和低周疲劳模具中，在浇注过程中，应沿模具内侧面流入模具中，避免产生气泡。

摘要： 本发明提供了一种汽轮机转子低周疲劳与高周疲劳的裂纹扩展寿命监控方法，其特征在于，具体步骤包括：输入汽轮机转子的材料牌号；计算轮机转子高周疲劳裂纹扩展的最大应力、应力范围、临界裂纹尺寸、裂纹尺寸界限值、汽轮机转子的高周疲劳裂纹扩展寿命，计算轮机转子低周疲劳裂纹扩展的最大应力、应力范围、临界裂纹尺寸，低周疲劳裂纹扩展寿命、汽轮机转子的第一阶段疲劳裂纹扩展日历寿命，汽轮机转子的第二阶段疲劳裂纹扩展日历寿命，确定汽轮机转子裂纹扩展日历寿命的判据值τ

摘要： 本发明公开了一种基于单轴疲劳S‑N曲线的硬质金属材料多轴高周疲劳失效预测方法，以单轴拉压疲劳和纯扭转疲劳的S‑N曲线为边界条件，计算出材料在多轴疲劳加载过程中的等效应力幅值和等效应力幅比，并将其作为损伤参量，对单轴疲劳获得的疲劳S‑N曲线进行计算，最终建立了包含应力幅比和平均应力影响的硬质金属材料多轴高周疲劳失效寿命预测模型，同时也适用于不存在平均应力时的情况。现有多轴疲劳寿命预测模型均需进行相应加载方式下的多轴疲劳试验，试验成本较高。相比较，本发明形式简单，且仅需要进行单轴疲劳试验或者通过查手册得到单轴疲劳S‑N曲线即能准确地预测存在应力幅比和平均应力时硬质金属材料在多轴高周疲劳加载下的疲劳寿命。

摘要： 本发明提供了一种基于临界面法疲劳破坏准则的高周多轴疲劳寿命预测方法，涉及疲劳强度领域，该方法的步骤为：(1)构造高周多轴疲劳准则。(2)通过代入两种单轴加载以及脉动循环加载情形，推导出式中参数(3)读取高周多轴恒幅加载试验数据，确定临界面位置。(4)通过计算出的临界面上的剪应力幅，正应力幅和平均正应力，利用公式计算出等效应力幅。(5)利用应力-寿命曲线，计算出多轴恒幅载荷下的高周疲劳寿命。提出的方法进行多轴恒幅载荷下的高周疲劳寿命估算取得较好的预测效果。

摘要： 一种高周疲劳试验机的多轴疲劳试验夹具，包括相对的两夹具体，每一夹具体后部的夹持端由引伸主轴和引伸套筒组成，引伸套筒的前端内部设有内螺纹，与弧形夹具后端的连接轴后部的外螺纹配合；弧形夹具前端的内凹面设有与垂直方向呈不同角度的多个锁紧装置，锁紧装置的结构是：弧形夹具的内凹面上设有带盲孔的凸台，传导垫块置于盲孔内，试样连接块盖住传导垫块，其限位齿与凸台台面上的限位槽配合；凸台的周围开有与锁紧盖侧壁适配的环形凹槽，锁紧盖盖住试样连接块，且锁紧盖通过螺纹连接在凸台上；且锁紧盖上开有通孔，试样连接块上设有内螺纹通孔。该夹具与单轴高周疲劳试验机配合试用，可以对试样进行高周、多轴的疲劳试验研究。

摘要： 一种高周疲劳试验机的多轴疲劳试验夹具，包括相对的两夹具体，每一夹具体后部的夹持端由引伸主轴和引伸套筒组成，引伸套筒的前端内部设有内螺纹，与弧形夹具后端的连接轴后部的外螺纹配合；弧形夹具前端的内凹面设有与垂直方向呈不同角度的多个锁紧装置，锁紧装置的结构是：弧形夹具的内凹面上设有带盲孔的凸台，传导垫块置于盲孔内，试样连接块盖住传导垫块，其限位齿与凸台台面上的限位槽配合；凸台的周围开有与锁紧盖侧壁适配的环形凹槽，锁紧盖盖住试样连接块，且锁紧盖通过螺纹连接在凸台上；且锁紧盖上开有通孔，试样连接块上设有内螺纹通孔。该夹具与单轴高周疲劳试验机配合试用，可以对试样进行高周、多轴的疲劳试验研究。