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基于动态贝叶斯网络的海底管道点蚀疲劳损伤失效模型研究 预览
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作者 骆正山 赵乐新 王小完 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期269-275,共7页
目的研究海底管道在点腐蚀和腐蚀疲劳双重影响下的整个破坏过程,基于动态贝叶斯网络构建系统失效模型,对海底管道系统不同疲劳寿命下的失效概率进行预测。方法将点蚀疲劳损伤过程分为腐蚀点成核、腐蚀坑增长、短裂纹扩展和长裂纹扩展四... 目的研究海底管道在点腐蚀和腐蚀疲劳双重影响下的整个破坏过程,基于动态贝叶斯网络构建系统失效模型,对海底管道系统不同疲劳寿命下的失效概率进行预测。方法将点蚀疲劳损伤过程分为腐蚀点成核、腐蚀坑增长、短裂纹扩展和长裂纹扩展四个阶段,采用蒙特卡洛模拟方法对腐蚀点形成到短裂纹发生前的管道破坏过程进行分析,结合疲劳裂纹扩展的动态贝叶斯网络结构图,在充分考虑相关影响因素不确定性的基础上,为海底点蚀管道系统提出一种创新性的概率分析方法,对点蚀管道疲劳寿命的失效概率进行科学预测。结果结合实例分析,通过蒙特卡洛模拟方法,求解得出腐蚀坑增长转变为短裂纹扩展状态的临界裂纹尺寸为0.8 mm。采用动态贝叶斯网络分析方法,对未经受维修保养的点蚀管道进行疲劳寿命预测,当管道运行到第35年时将会面临失效风险。结论所构建的模型可以对海底点蚀管道腐蚀疲劳寿命失效概率进行合理预测,通过观测相关影响参数的变化,及时更新预测结果,有助于为海底管道系统制定有效的维修策略。 展开更多
关键词 海底管道 点蚀 腐蚀疲劳 动态贝叶斯网络 失效模型
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Q345圆钢杆的疲劳破坏模型 预览
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作者 王万祯 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期121-127,共7页
为研究结构钢圆杆的疲劳破坏模型,以结构钢的椭球面断裂模型为开裂判据,由结构钢圆杆疲劳裂纹的裂尖真实应力场,计算出结构钢圆杆疲劳裂纹的失稳扩展面积、稳定扩展面积和稳定扩展长度.基于结构钢疲劳裂纹随加载次数加速扩展的试验事实... 为研究结构钢圆杆的疲劳破坏模型,以结构钢的椭球面断裂模型为开裂判据,由结构钢圆杆疲劳裂纹的裂尖真实应力场,计算出结构钢圆杆疲劳裂纹的失稳扩展面积、稳定扩展面积和稳定扩展长度.基于结构钢疲劳裂纹随加载次数加速扩展的试验事实,假定结构钢圆杆的疲劳裂纹稳定扩展速率是循环加载次数的单调递增幂函数,即双对数坐标系下结构钢圆杆的疲劳裂纹稳定扩展速率和循环加载次数为单调递增线性函数,积分后得到结构钢圆杆的疲劳裂纹稳定扩展长度和疲劳寿命间的函数表达式,导出结构钢圆杆的疲劳破坏模型.建议的结构钢圆杆的疲劳破坏模型表明,结构钢圆杆的疲劳寿命是名义最大应力、相对应力幅、初始裂纹位置和初始裂纹长度的复杂函数,不能简单化为仅是应力幅的函数.对Q345B圆钢杆进行了常幅循环应力疲劳试验,结果表明,Q345B圆钢杆的疲劳寿命随相对应力幅和名义最大应力的增加而降低.根据Q345B圆钢杆的疲劳试验结果,标定了其疲劳破坏模型参数,验证了建议的疲劳破坏模型精度. 展开更多
关键词 圆钢杆 疲劳破坏模型 疲劳裂纹 稳定扩展 失稳扩展 疲劳寿命
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金属材料多轴非比例低周疲劳寿命预测概述 被引量:3
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作者 吴昊 仲政 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2016年第2期201-213,共13页
工程中的大多数构件承受着比例或非比例多轴疲劳荷载作用,而非比例强化效应会大大影响其多轴疲劳寿命。精确预测金属材料在多轴非比例荷载下的低周疲劳寿命需要同时考虑等向强化、随动强化及非比例强化效应下的材料本构关系,并在临界面... 工程中的大多数构件承受着比例或非比例多轴疲劳荷载作用,而非比例强化效应会大大影响其多轴疲劳寿命。精确预测金属材料在多轴非比例荷载下的低周疲劳寿命需要同时考虑等向强化、随动强化及非比例强化效应下的材料本构关系,并在临界面上计算出相应应力应变值,根据不同疲劳失效形式选取不同类型的失效模型来确定疲劳寿命.本文针对这一过程中重要知识点进行阐述,并介绍了相关模型与理论. 展开更多
关键词 多轴疲劳 本构关系 疲劳寿命 非比例加载 疲劳失效模型
汽车发动机曲轴扭转疲劳失效形式与原因分析 预览 被引量:5
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作者 刘红福 周先忠 +2 位作者 于秋明 孙军 倪培相 《失效分析与预防》 2015年第1期57-61,共5页
通过对典型曲轴扭转疲劳试验失效案例的分析,介绍了汽车发动机曲轴常见的扭转疲劳失效形式,分析了导致各种失效形式的原因。结果表明:曲轴的扭转疲劳失效的主要形式是连杆颈斜油孔失效,异常失效形式有曲柄臂失效和连杆颈下止点失效;异... 通过对典型曲轴扭转疲劳试验失效案例的分析,介绍了汽车发动机曲轴常见的扭转疲劳失效形式,分析了导致各种失效形式的原因。结果表明:曲轴的扭转疲劳失效的主要形式是连杆颈斜油孔失效,异常失效形式有曲柄臂失效和连杆颈下止点失效;异常失效原因涉及曲轴毛坯结构设计、原材料缺陷、机加工不良、受力过大等的多个环节;曲轴曲柄臂凹陷和凸起的标识、原材料夹杂、斜油孔内部加工刀痕和受载过大都会导致曲轴异常的扭转失效。最后结合失效原因提出了相应的预防措施。 展开更多
关键词 曲轴 扭转疲劳 失效形式 预防措施
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ADVANCES IN TRANSFORMATION RATCHETING AND RATCHETING-FATIGUE INTERACTION OF NITI SHAPE MEMORY ALLOY 被引量:1
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作者 GuozhengKang 《固体力学学报:英文版》 SCIE EI CSCD 2013年第3期221-236,共16页
The accumulation of inelastic deformation occurring in NiTi shape memory alloy under the stress-controlled cyclic loading condition is named transformation ratcheting, since it is mainly caused by the solid-solid tran... The accumulation of inelastic deformation occurring in NiTi shape memory alloy under the stress-controlled cyclic loading condition is named transformation ratcheting, since it is mainly caused by the solid-solid transformation from austenite to martensite phase and vice versa. The transformation ratcheting and its effect on the fatigue life (i.e., transformation-fatigue interaction) are key issues that should be addressed in order to assess the fatigue of NiTi shape memory alloy more accurately. In this paper, the advances in the studies on the transformation ratcheting and ratcheting-fatigue interaction of super-elastic NiTi shape memory alloy in recent years are reviewed: First, experimental observation of the uniaxial transformation ratcheting and ratcheting-fatigue interaction of super-elastic NiTi alloy under the stress-controlled cyclic loading conditions is treated, and the detrimental effect of transformation ratcheting on the fatigue life is addressed; Secondly, two types of cyclic constitutive models (i.e., a macroscopic phenomenological model and a micromechanical one based on crystal plasticity) constructed to describe the transformation ratcheting of super-elastic NiTi alloy are discussed; Furthermore, an energy-based failure model is provided and dealt with by comparing its predicted fatigue lives with experimental ones; Finally, some suggestions about future work are made. 展开更多
关键词 镍钛形状记忆合金 疲劳寿命 交互作用 棘轮 NITI形状记忆合金 NITI合金 故障模型 加载条件
水对水泥乳化沥青砂浆动态力学性能的影响 被引量:8
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作者 田冬梅 邓德华 +2 位作者 田青 潘云瑞 唐斯 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1507-1513,共7页
采用沥青与水泥的质量比为0.3的阴离子乳化沥青砂浆圆柱体试件,将其真空吸水饱和后经恒湿干燥法获得不同饱水度,再利用MTS810疲劳试验机对基准试件和不同饱水度试件进行不同应力水平的疲劳试验,研究了水对水泥乳化沥青砂浆动态力学性能... 采用沥青与水泥的质量比为0.3的阴离子乳化沥青砂浆圆柱体试件,将其真空吸水饱和后经恒湿干燥法获得不同饱水度,再利用MTS810疲劳试验机对基准试件和不同饱水度试件进行不同应力水平的疲劳试验,研究了水对水泥乳化沥青砂浆动态力学性能的影响。结果表明:与基准试件相比,吸水试件的极限疲劳强度显著降低,且饱水度越大,极限疲劳强度降低幅度越大;由于水泥乳化沥青砂浆中沥青相的动态黏弹性行为,使基准试件与吸水试件在不同应力水平下的应变均随着循环次数的增加而逐渐增大;基准试件的疲劳破坏形式为劈裂破坏,大多数为竖向裂缝,而在高频动荷载作用下吸水试件孔隙水形成超孔隙水压,对孔隙周围结构产生剪切作用,使其发生剪切破坏,裂缝呈倾斜状。 展开更多
关键词 水泥乳化沥青砂浆 饱水度 动态力学性能 极限疲劳强度 破坏模式
耦合损伤时相关疲劳失效模型的有限元实现 预览
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作者 罗艳 高庆 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期 230-235,共6页
为了将耦合损伤时相关疲劳失效模型移植到有限元软件ABAQUS中,使其能够对钎料合金简单结构试样的非比例多轴低周疲劳失效行为进行有限元模拟,通过ABAQUS提供的材料子程序UMAT对其进行了有限元实现,并通过典型算例对简单结构试样在非比... 为了将耦合损伤时相关疲劳失效模型移植到有限元软件ABAQUS中,使其能够对钎料合金简单结构试样的非比例多轴低周疲劳失效行为进行有限元模拟,通过ABAQUS提供的材料子程序UMAT对其进行了有限元实现,并通过典型算例对简单结构试样在非比例加载路径下的低周疲劳失效行为进行了有限元数值模拟.与相同加载路径下的实验结果比较表明:移植的模型能够较好地模拟钎料结构试样的载荷响应及载荷随循环周次的衰减,同时也能较好地预测其低周疲劳寿命,说明该疲劳失效模型的有限元移植是合理有效的. 展开更多
关键词 有限元实现 损伤 时相关变形 疲劳失效模型
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A damage-coupled multi-axial time-dependent low cycle fatigue failure model for SS304 stainless steel at high temperature
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作者 Yujie LIU Qing GAO Guozheng KANG 《金属学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第2期169-174,共6页
Based on the time-dependent strain cyclic characteristics and fatigue behaviors of SS304 stainless steel under multi-axial cyclic loading at 700 ? C, and in the frame of unified visoco-plastic cyclic constitutive mode... Based on the time-dependent strain cyclic characteristics and fatigue behaviors of SS304 stainless steel under multi-axial cyclic loading at 700 ? C, and in the frame of unified visoco-plastic cyclic constitutive model and continuum damage mechanics theory, the damage-coupled multi-axial time-dependent constitutive model and fatigue failure model were proposed. In the model, the evolution equation of damage was introduced in and the time-dependent effects, e.g. holding time, loading rate, were taken into account. The model was applied to the simulation of whole-life cyclic deformation behaviors and prediction of LCF life for SS304 stainless steel in multiaxial time-dependent low cycle fatigue tests. It is shown that the simulated results agree well with experimental ones. 展开更多
关键词 SS304不锈钢 低周疲劳试验 失效模型 时相关 多轴 耦合 高温 损害
基于疲劳寿命的两类沥青路面再认识 预览 被引量:2
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作者 张艳红 王晓帆 《河北交通职业技术学院学报》 2009年第4期19-21,共3页
半刚性基层沥青路面及复合式基层沥青路面最本质的区别在于路面破坏模式的不同。为了从理论上进一步阐明、印证这种区别,选取两类路面的典型结构,基于疲劳寿命理论,采用我国沥青路面设计方法中推荐的疲劳方程,分别以沥青层底拉应力及半... 半刚性基层沥青路面及复合式基层沥青路面最本质的区别在于路面破坏模式的不同。为了从理论上进一步阐明、印证这种区别,选取两类路面的典型结构,基于疲劳寿命理论,采用我国沥青路面设计方法中推荐的疲劳方程,分别以沥青层底拉应力及半刚性层底拉应力作为指标控制面层及基层的疲劳寿命,以此评价并比较面层及基层的相对寿命长短,从理论上揭示出两类沥青路面的破坏根源。结果表明:半刚性基层沥青路面的破坏源于半刚性基层,破坏模式属于自下而上;复合式基层沥青路面的破坏源于面层,破坏模式属于自上而下。 展开更多
关键词 半刚性基层 复合式基层 疲劳寿命 拉应力 破坏模式
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电子封装钎料合金耦合损伤的多轴时相关低周疲劳失效研究 预览
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作者 高庆 罗艳 杨显杰 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期 31-35,共5页
基于63Sn-37Pb钎料合金材料的多轴时相关循环变形行为及疲劳失效行为,提出了耦合损伤的多轴时相关理论模型及疲劳失效模型,模型引入了损伤演化方程,考虑了时相关效应及非比例路径效应,能较好地模拟材料在不同非比例加载路径下的循环变... 基于63Sn-37Pb钎料合金材料的多轴时相关循环变形行为及疲劳失效行为,提出了耦合损伤的多轴时相关理论模型及疲劳失效模型,模型引入了损伤演化方程,考虑了时相关效应及非比例路径效应,能较好地模拟材料在不同非比例加载路径下的循环变形行为及疲劳失效行为,较准确地预测多轴疲劳寿命。 展开更多
关键词 钎料合金 时相关变形 非比例加载 损伤 疲劳失效模型
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退火42CrMo钢的棘轮-疲劳交互作用及其失效模型 预览
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作者 刘宇杰 康国政 +1 位作者 高庆 李钊 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期 186-191,共6页
在室温下,对退火42CrMo钢的单轴棘轮行为以及棘轮-疲劳交互作用进行了系统的实验研究。结果表明:非对称应力循环下产生的棘轮变形会缩短材料的疲劳寿命,材料在非对称应力循环下的低周疲劳寿命受到平均应力、应力幅值、最大应力和应... 在室温下,对退火42CrMo钢的单轴棘轮行为以及棘轮-疲劳交互作用进行了系统的实验研究。结果表明:非对称应力循环下产生的棘轮变形会缩短材料的疲劳寿命,材料在非对称应力循环下的低周疲劳寿命受到平均应力、应力幅值、最大应力和应力比等多种因素的影响。在对实验结果分析与讨论基础上,针对棘轮-疲劳交互作用,提出了一个基于最大应力和应力比的、简单而合理的疲劳失效寿命估算公式。该模型考虑了棘轮变形对疲劳寿命的影响。与实验结果的对比表明:该公式能较好的估算各种非对称应力循环下的低周疲劳寿命,所有计算结果均在2倍分散带内。 展开更多
关键词 退火42CrMo钢 棘轮行为 低周疲劳 应力循环 失效模型
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63Sn-37Pb钎料合金耦合损伤时相关理论模型 预览 被引量:1
12
作者 罗艳 高庆 杨显杰 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2008年第11期78-81,85共5页
在63Sn-37Pb钎料合金单轴时相关变形和失效行为研究的基础上,提出了耦合损伤时相关循环本构模型和疲劳失效模型;在模型中,引入了损伤演化方程,考虑了时相关效应;应用该理论模型对该钎料在不同应变率、不同应变幅值、不同保持时间... 在63Sn-37Pb钎料合金单轴时相关变形和失效行为研究的基础上,提出了耦合损伤时相关循环本构模型和疲劳失效模型;在模型中,引入了损伤演化方程,考虑了时相关效应;应用该理论模型对该钎料在不同应变率、不同应变幅值、不同保持时间及其历史下的变形行为及疲劳失效行为进行了模拟,并对疲劳寿命进行了预测。结果表明:该理论模型是合理有效的。 展开更多
关键词 63Sn-37Pb钎料合金 时相关变形 损伤 疲劳失效模型
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5083H111轧制铝合金的低周疲劳行为 预览 被引量:3
13
作者 彭金波 康国政 +2 位作者 刘宇杰 卢福聪 陈辉 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期39-41,45共4页
在室温下对5083H111轧制铝合金板三个典型方向——轧制方向(RD方向)、与轧制方向成45°角方向(MD方向)、垂直于轧制方向(TD方向)的试样进行了单轴对称应变控制的低调疲劳试验,研究了不同方向试样的循环变形行为和疲劳寿命差... 在室温下对5083H111轧制铝合金板三个典型方向——轧制方向(RD方向)、与轧制方向成45°角方向(MD方向)、垂直于轧制方向(TD方向)的试样进行了单轴对称应变控制的低调疲劳试验,研究了不同方向试样的循环变形行为和疲劳寿命差异。结果表明:铝合金板在三个方向上都表现出了明显的循环硬化特性,即在恒定的应变幅下,三个方向的响应应力幅均随着循环次数的增加而增大,并且外加应变幅越大,响应应力幅也越大;三个方向的低周疲劳ε-Nf曲线差别不明显;三参数幂函数寿命模型可以很好地预测5083H111铝合金的低周疲劳寿命。 展开更多
关键词 5083铝合金 低周疲劳行为 三参数幂函数寿命模型 疲劳寿命
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Review on structural fatigue of NiTi shape memory alloys: Pure mechanical and thermo-mechanical ones 预览
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作者 Guozheng Kang Di Song 《力学快报:英文版》 CAS CSCD 2015年第6期245-254,共10页
Structural fatigue of Ni Ti shape memory alloys is a key issue that should be solved in order to promote their engineering applications and utilize their unique shape memory effect and super-elasticity more sufficient... Structural fatigue of Ni Ti shape memory alloys is a key issue that should be solved in order to promote their engineering applications and utilize their unique shape memory effect and super-elasticity more sufficiently. In this paper, the latest progresses made in experimental and theoretical analyses for the structural fatigue features of Ni Ti shape memory alloys are reviewed. First, macroscopic experimental observations to the pure mechanical and thermo-mechanical fatigue features of the alloys are summarized;then the state-of-arts in the mechanism analysis of fatigue rupture are addressed; further, advances in the construction of fatigue failure models are provided; finally, summary and future topics are outlined. 展开更多
关键词 NITI形状记忆合金 结构疲劳 机械 评论 形状记忆效应 疲劳特性 实验观察 疲劳断裂
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带引脚表贴器件互联疲劳寿命的有限元分析 被引量:1
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作者 徐文正 任超 +1 位作者 罗成 邵将 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期98-102,共5页
针对带引脚表贴器件在热、振动条件下的互联疲劳寿命模型开展研究,通过将有限元法和失效机理模型结合建立了互联疲劳寿命分析方法流程;以四面扁平封装(QFP)为例进行了互联疲劳寿命计算,得出振动环境下的疲劳寿命为1.64×10^7个循... 针对带引脚表贴器件在热、振动条件下的互联疲劳寿命模型开展研究,通过将有限元法和失效机理模型结合建立了互联疲劳寿命分析方法流程;以四面扁平封装(QFP)为例进行了互联疲劳寿命计算,得出振动环境下的疲劳寿命为1.64×10^7个循环;在温度循环条件下危险焊料的疲劳寿命为3 512周。 展开更多
关键词 带引脚表贴器件 热疲劳 振动疲劳 互联疲劳寿命 有限元法 失效机理模型
轮式装载机驱动桥壳疲劳失效预测模型研究 被引量:7
16
作者 邓先智 《机械传动》 CSCD 北大核心 2014年第7期145-148,共4页
针对轮式装载机驱动桥桥壳疲劳失效问题,运用疲劳失效原理,对轮式装载机驱动桥壳工作特征进行理论及有限元建模,研究了轮式装载机疲劳失效规律,提出了一种驱动桥壳疲劳失效预测计算模型。分析结果表明:由于计算模型考虑了随机栽荷... 针对轮式装载机驱动桥桥壳疲劳失效问题,运用疲劳失效原理,对轮式装载机驱动桥壳工作特征进行理论及有限元建模,研究了轮式装载机疲劳失效规律,提出了一种驱动桥壳疲劳失效预测计算模型。分析结果表明:由于计算模型考虑了随机栽荷谱和修正后的应力疲劳曲线,轮式装载机驱动桥壳失效模型贴合实际;轮式装载机驱动桥壳轮边截面剧烈变化位置存在规律性的应力集中;桥壳的前六阶固有频率值皆远离实际工况路面的激振频率;轮式装载机驱动桥壳损伤大部分出现在低应力幅下。 展开更多
关键词 轮式装载机 驱动桥壳 疲劳失效 预测模型
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