内压、弯扭耦合载荷下连续管疲劳寿命评估

针对连续管在作业中易出现疲劳失效等问题,进行了连续管在内压、弯扭耦合加载下疲劳寿命评估。首先分析了耦合加载下连续管低周疲劳失效机理,基于Brown-Miller疲劳寿命模型建立了连续管疲劳寿命数值计算模型,开展了内压和弯曲加载下连续管疲劳实验,实验结果证实该数值模型是可行的。计算了内压和弯曲耦合加载下连续管低周疲劳寿命,以及内压和弯扭耦合加载下连续管低周疲劳寿命。计算结果表明,连续管最大塑性应变和疲劳敏感区出现在轴向拉伸面和压缩面,与现场连续管失效情况是一致的。通过计算得到了连续管安全服役的临界扭矩值和内压值。     

振动疲劳寿命分析在主镜支撑结构设计中的应用

通过随机振动峰值应力响应考核空间相机在随机振动环境下主镜支撑结构的可靠性存在一定的局限性。本文针对主镜支撑结构在随机振动试验中出现断裂的现象,采用振动疲劳寿命分析对结构的可靠性进行考察,提出了应用数值仿真技术预测结构随机振动疲劳寿命的方法。根据有限元和随机振动疲劳相关理论,采用振动疲劳分析软件对某空间相机支撑环柔节进行了随机振动疲劳分析,计算了疲劳寿命的大小及分布。比较仿真和随机振动试验结果表明,采用振动疲劳寿命评价随机振动环境下结构的可靠性是合理的,利用数值仿真技术预测结构的随机振动疲劳寿命是可行的。     

光纤布喇格光栅器件应力疲劳评价理论研究

光纤布喇格光栅器件应力疲劳特性严重影响着光纤光栅应变传感器的长期可靠性,为了评估光纤光栅器件的应力疲劳特性,分析了光纤光栅应变传感器的封装结构对疲劳评价的影响,并以表面直接粘接的简化模型评估了光纤光栅器件的应力疲劳特性.从简化模型的基本力学与光学特性出发,提出以光谱特性的边模抑制比和带宽作为评价光纤光栅器件疲劳的指标体系,以传感特性的灵敏度、线性度和应变传递效率作为评价粘接层疲劳的指标体系.设计了基于等强度梁的光纤光栅器件加速疲劳实验,疲劳的应力幅度为500微应变,频率为18赫兹;1000万次疲劳实验后,三支光纤光栅的带宽平均增加2.07%,平均应变传递效率和平均灵敏度分别下降4.5%和3.9%,实验结果说明提出的指标体系能有效地区分粘接层和光纤光栅的疲劳,从而验证了该评价理论的可行性.     

基于瞳孔几何特征的驾驶疲劳检测嵌入式系统的设计

驾驶员疲劳驾驶是引发交通事故的一个重要原因。针对驾驶疲劳检测算法运算复杂、视频图像数据量大的特点,设计了基于瞳孔几何特征的疲劳驾驶检测嵌入式系统。系统以TI公司的DSPTMS320DM642为核心,采用瞳孔图像的几何特征约束定位人眼,识别疲劳帧。在此基础上,提出了疲劳状况测评的判定方法,从而达到检测驾驶员疲劳程度的效果。实验结果表明,该系统算法简单、快速,是一种行之有效的、实时的非接触式疲劳驾驶检测系统。     

金属材料疲劳损伤检测的非线性声学方法*

金属材料的疲劳损伤有前期、后期两个阶段,前期疲劳损伤主要来源于位错,而随着疲劳程度的不断加深,位错密度也不断的增加,这将导致疲劳后期微裂纹的产生。这两个阶段产生声学非线性效应的机理不同,分别用位错模型、微裂纹模型对其产生非线性效应的机理进行了阐述,并对不同阶段的疲劳试样进行了相关实验研究。实验结果表明:对于材料早期疲劳损伤,随着疲劳程度的增加,其接收声波信号中的非线性谐波成分越来越显著,并且随着激励电压的增加,非线性效应更加明显,因此可用接收信号中的谐波激发情况来评估材料的早期疲劳损伤程度。而对于材料疲劳后期出现微裂纹后,其产生的非线性与早期疲劳损伤相比,谐波成分更加丰富,并且随激励电压的增加谐波幅度增加明显,可据此来判断材料中的疲劳损伤阶段。     

疲劳断裂的物理基础

一、前 言 机件受循环应力多次作用而产生的破坏称为疲劳断裂.根据统计数据,在机件断裂事故中,疲劳断裂约占四分之三.疲劳破坏时不产生明显的宏观塑性变形,即没有明显的破坏预兆就发生机器或结构件的毁坏,甚至造成人员伤亡,因而是非常有害的. 德国的Albert 于1828年对矿用链条进行了首次疲劳试验.后来,尤其是在二十世纪的前六十年,人们大量地进行了疲劳性能测试和机件疲劳设计的研究.这基本上属于工程方面的工作.近二十年来,随着电子显微镜和断裂力学的发展,疲劳研究逐渐转向探讨疲劳破坏的物理本质[1]。 按照现代观点,疲劳破坏过程分成三…     

空间相机反射镜组件的随机振动疲劳分析

针对空间相机反射镜组件在随机振动试验中出现的疲劳破坏问题,为了保证结构的安全,应用有限元方法预测结构随机振动疲劳寿命。首先建立了反射镜组件有限元模型,然后进行了模态和频率响应分析,最后利用MSC.Fatigue软件结合材料S-N曲线和载荷谱进行了随机振动疲劳分析。通过分析得到反射镜组件的疲劳寿命最小为80235s,其位置在柔性支撑结构的十字筋处。结果表明,反射镜组件的疲劳寿命远大于试验的所需时间,满足设计要求,可以对材料的选取和结构的优化设计做出快速响应,为结构随机振动疲劳寿命的研究提供参考和依据。     

变形镜的结构参数对其疲劳寿命的影响

在自适应波前校正过程中,变形镜(DM)受驱动器循环机械驱动作用会产生疲劳累积损伤。利用DM的影响函数和最小二乘法对波前校正过程进行模拟,采用有限元方法分析了DM在波前校正过程中的应力分布,并结合Miner疲劳累积损伤理论,计算了DM的疲劳寿命。在此基础上,重点讨论了DM结构参数对影响函数和DM疲劳寿命的影响。研究结果表明,对于给定的畸变波前,当DM极头数相同时,极头采用三角形排布方式时DM的交连值最小,疲劳寿命最长;极头采用正方形排布方式时DM的交连值最大,疲劳寿命最短。此外,当极头间距增大时,DM交连值会随之减小,致使DM的疲劳寿命变长。当极头间距相同时,增大极头半径和缩短极头长度会使DM的交连值变小,DM的疲劳寿命也会变短。极头间距变化对DM疲劳寿命的影响程度大于极头半径和长度;当极头间距一定时,不同的排布方式对应的极头数目不同,DM的极头数越多,疲劳寿命就越短。     

温度对超薄铜膜疲劳性能影响的分子动力学模拟

用嵌入原子势的分子动力学方法模拟了温度对超薄铜膜疲劳性能的影响. 通过模拟, 首先给出了超薄铜膜的总能及应力随循环周次的变化曲线; 根据叠加经验式得出的叠加量随循环周次变化曲线, 判断出各种恒定温度下超薄铜膜的疲劳寿命. 由 200–400 K温度范围内超薄铜膜的疲劳寿命-温度变化曲线, 可以发现存在两个温度区域: 在约370 K以下, 超薄铜膜的疲劳寿命随温度升高缓慢增加, 而在约370 K以上增加较快. 建立了模型并用位错演化机制解释了超薄铜膜疲劳寿命的温度依赖关系. 关键词： 分子动力学 疲劳 温度效应 位错     

驾驶员疲劳检测系统设计

以DM642为主控芯片设计了一套驾驶员疲劳检测的硬件系统,包括主控器模块、视频采集模块、视频输出模块和报警模块等相关电路;综合国内外的研究现状,确定了了疲劳状态判断的理论基础;交叉运用图像处理技术、人脸检测技术和PERCLOS疲劳检测方法,根据眼睛的疲劳特征,实时判断驾驶员的疲劳状态,进行报警,有效防止交通事故的发生;经过对系统的软硬件测试,结果表明,该方案可以有效地识别出驾驶员的疲劳状态,运行速度快、实时性好,具有较高的鲁棒性。     

在铝镁合金的疲劳载荷过程中溶质原子与位错的交互作用

本文进行了淬火状态的、含0.52,0.91,3.46和5.15％Mg的铝合金的扭转疲劳试验,测定了相应的ΔE-N曲线和T_m-N曲线。实验结果指出,对于含镁量为0.52,0.91％的试样来说,当表面扭应变较小时,ΔE在起始时,随着应力循环数的增加而下降。当表面扭应变增大时,ΔE-N曲线始而变平,继而上升,直至达到一较高值才稳定下来。当试样中的含镁量为3.46％时,在扭应变不太大时,ΔE-N曲线的变化情况与Al-4％Cu合金的相象,不过当扭应变足够大时,ΔE起始时上升,并且经过一个峯值又下降。当含镁量增至5.15％时,ΔE-N曲线的表现已完全与Al-4％Cu合金的相象,在所用的最高表面扭应变下也并不表现出明显的峯值。对于所用的各种成分的试样来说,最大抗扭矩T_m起始总是上升的。上述结果都可以根据溶质镁原子在疲劳过程中渐渐进入位错,形成气团来解释。可以认为,在铝镁合金的情形,产生ΔE的因素以及影响ΔE的大小的因素,对于疲劳载荷的起始阶段来说,可能都主要是由于气团的作用。当含镁量较低时,对于足够高的表面扭应变来说,气团较为松动,位错能够拖着气团运动,从而需要作功,使ΔE和T_m都上升。但当合镁量较高时,或表面扭应变不太大时,在疲劳一起始就形成了能够对于位错起钉扎作用的足够浓的气团。继续进行疲劳时,进入位错的溶质原子将使位错的动性进一步降低,导致ΔE起始下降,T_m起始上升。此外,还对于经过不同时效处理的Al-0.52％Mg和Al-3.46％Mg合金进行了疲劳试验,观测到应变时效现象,这与上述的溶质原子气团模型相合。     

深能级陷阱对FET的光瞬态特性、等效噪声电流和漏电流升高的影响

本文基于位于准费密能级下深受主陷阱和剩余空穴,在平衡(无光照)和非平衡(有光照)条件下单位时间内空穴浓度变化率的微分方程基础上,导出了指数衰减理论方程,可很好地解释深能级对FET光脉冲瞬态特性的影响,指出了深能级是衰减长尾产生的根本原因,并测定了GaAs MESFET、GaAlAs TEGFET Si JFET的光脉冲瞬态特性,验证了理论模型的准确性。探讨了能级深度E_T等因素对衰减曲线的影响。测定了上述三类器件的等效噪声电压与频率f之间的关系,应用文献[6]的公式得出了相应的等效噪声 关键词：     

时效、断续载荷和再溶处理对于铝铜合金的疲劳过程的影响

【摘　要】本文研究了各种处理对于含铜1％、2％和4％的铝合金在疲劳载荷下ΔE和T_m的变化的影响,并进行了相应的金相观测。用Al-1％Cu合金所进行的试验指出,当外加扭应变较大时,ΔE和T_m曲线的形状类似于高纯铝或工业纯铝;当扭应变较小时,或在室温进行预先时效后,曲线的形状类似于Al-4％Cu合金。这些结果都可以根据溶质原子对于位错的交互作用的看法得到解释。对于Al-1％Cu和Al-2％Cu合金进行了断续的疲劳载荷试验,结果证明了ΔE在疲劳后期的上升是由于试样里出现了集中的粗滑移区,而不是由于疲劳载荷引起了过时效从而使试样发生软化的结果。用Al-4％Cu合金进行了疲劳和再溶处理的试验,根据ΔE和T_m曲线的表现情况来看,认为如在ΔE的后期上升后立即对试样进行再溶处理,即可以使试样回复到原来的状态,但当ΔE上升过了一个时期以后,由于试样中已有裂缝出现,对试样进行再溶处理,反足以加速试样的断裂。根据实验结果,可以总结出两个具有实际意义的推论:(1)由于粗滑移带的出现是形成疲劳裂缝的先声,所以有可能通过测量ΔE的方法来查知初发裂缝的形成;(2)通过加入合金元素和进行热处理的方法,可以推迟粗滑移带的出现,从而提高铝合金试样的疲劳寿命。     

Attenuation of longitudinal ultrasonic wave near the diffuse phase transition in CdF2

The attenuation of a longitudinal ultrasonic wave propagating in the [111] direction in CdF₂ is studied as function of temperature from 300K to 1030K. An ultrasonic attenuation peak has been observed for the first time near 983K. This peak is used to define the diffuse transition temperature (T_c = 983K) in CdF₂ which is well below its melting temperature of 1372K. The Arrhenius activation energy of anion motion above T_c was obtained from the temperature dependence of the attenuation and the theory of the dynamics of the coupled crystalline-cage-charged-liquid fluctuations. The elastic constant, $\text{C}{}_{11}\text{+2}\text{C}{}_{12}\text{+4}\text{C}{}_{44}\text{)}\text{3}$, measured simulataneously with the ultrasonic attenuation displays a large decrease near 983K in addition to the nearly linear decrease in the elastic constant with temperature.     

Ultrasonic investigation in KTaO3

The anomalous ultrasonic attenuationα _c of longitudinal waves propagating along (100) direction in KTaO₃ has been analyzed above the phase transition temperature in the frequency range 150–300 MHz in the paraelectric phase. The attenuation of longitudinal ultrasonic waves in KTaO₃ is primarily due to a strong interaction with thermally-excited phonons in the soft mode. Frequency and temperature variations of attenuation are discussed.     

On-line phase transition in La1− x Sr x MnO3 (0.28 ≤ x ≤ 0.36) perovskites through ultrasonic studies

La_{1? x} Sr _x MnO₃ perovskite manganite materials with different compositions (x?=?0.28, 0.31 and 0.36) have been prepared employing solid-state reaction technique. On-line evaluation of ultrasonic velocities and longitudinal attenuation of the above samples has been done over a wide range of temperatures using the transmission method. The observed anomalies in velocities, attenuation and elastic moduli reveal the occurrence of lattice softening and hardening near Curie temperature. The observed dramatic hardening in sound velocities and softening in attenuation are correlated with the phase transition, i.e. ferromagnetic to paramagnetic. The increase in magnitude of maximum velocity with change in Sr content at T _c indicates the existence of linear magnetostriction effect. The elastic moduli study elucidates the observations made from the above-mentioned studies. The variation in the ultrasonic velocities, longitudinal attenuation and its derived parameters help us to understand the competitions between ferromagnetism and paramagnetism.     

Bi-2223银夹板厚膜的载流特性与应变的关系

测量了Bi_1.8Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_y银夹板厚膜的应力与应变、应变和临界电流密度关系,及其在不同应变下的J_c(H)特性.结果表明,在应力-应变曲线上存在两个应变转变,分别对应于Bi_1.8Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_{y关键词：}     

液晶N相→SA相相变点附近的反常声衰减

本文考虑在N→S_A相变中,当T→T_c⁺(相交点)时,声在液晶中传播引起的压力效应。使用模-模耦合方法计算了声的衰减和色散,得到在高频区间,声的衰减有反常发散行为,在低频极限声衰减的临界指数为2.5.当T→T_c⁺时,本文的理论曲线大体上与实验结果相一致。     

铝在疲劳载荷作用下所发生的基本过程

【摘　要】进行了99.6％工业纯铝和99.99％高纯铝(退火和冷加工)的扭转疲劳试验,测定了经过各种应力循环数N以后的滞后迴线的形状和面积,从而算出了在每次循环中的能量消耗ΔE和最大抗扭矩T_m。对于所得到的ΔE-N曲线和T_m-N曲线进行了分析,并与在疲劳试验的各个阶段对于试样表面所作的金相观测结果作了比较,认为在试样中未出现局部滑移区以前,引起ΔE和T_m的基本过程是空位对于位错的钉紥作用,这是一种体积效应,但是在局部滑移区出现以后,这种滑移区引起额外的能量消耗,而对于T_m的影响并不显著,因而在这个阶段里T_m和ΔE的变化便不再彼此相对应。这种分析可以澄清过去文献中关于ΔE和T_m(代表硬度变化)在疲劳过程中的变化的许多互不一致的结果。假定实验所观测到的曲线是这两种过程(整体过程和局部过程)所引起的效应的迭加,并且假定这两种过程对于ΔE和T_m的贡献由于疲劳振幅的大小、试样的处理状态(退火或冷加工)以及所合杂质之不同而异,可以满意地解释实验所观测到的各种曲线的形状和位置。这个观点的正确与否还有待于进一步的实验证实。     

用超声方法研究掺丙氨酸氘化TGS晶体的相变

 采用超声脉冲重合技术，观察LADTGS在压力升至0.8 GPa，温度在20~90 ℃范围内，超声波在晶体中传播的速度及声衰减系数随温度变化的规律，发现在常压下，在64 ℃处声速随温度变化曲线的斜率有明显变化，对应的声衰减也有一明显吸收峰。随压力升高，T_c以约12 ℃/GPa的速率向高温方向移动。这一现象与介电常数的研究结果大致相同。