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为降低用来确定疲劳极限的升降法试验的工作量，以热力学为基础，引入损伤驱动力，构建 损伤演化方程. 积分此方程得到疲劳寿命与应力或应变的理论关系. 对光滑试件，根据成组 法疲劳试验结果利用最小二乘法拟合包括疲劳极限在内的材质参数. 利用损伤力学方法求得 高应力区的疲劳寿命曲线，由此递推得到低应力区寿命值和疲劳极限. 所得理论疲劳极限值 与升降法疲劳试验结果十分吻合. 节约了疲劳试验的机时、费用与人力.     

确定疲劳极限的外推法

提出了利用成组法的结果代替升降法确定疲劳极限的外推法。首先给出以疲劳极限为参量的S－N曲线的数学表达式。然后将四组成组法的试验结果代入上式，得到四个等式。从这四个等式中消去其它的材质参量，即可得到求解疲劳极限的超越方程。在求得疲劳极限后，再根据上述试验结果以最小二乘法拟合上述其它材质参量。利用该方法可进一步做出完整的中值S－N曲线，这就大大地节约了疲劳试验的机时与疲劳试验费用。     

一种改进的激光冲击强化效果实验验证方法

表面强化技术可以显著提高材料的疲劳性能,广泛应用于航空零部件的加工制造。在试验研究强化工艺对材料疲劳性能的增强效果时,常采用升降法来进行。针对升降法试验中存在的初始应力不易确定的问题,根据线性累积损伤理论和已知表面强化前材料疲劳特性的特点,提出一种快速确定升降法试验初始应力的方法,应用于K417材料激光冲击强化效果试验验证中。该方法仅需通过2～3个试件的实验即可找到适当的初始应力。通过对不同表面状态标准试片的振动疲劳试验,验证了激光冲击强化可较大幅度增强材料的疲劳性能。     

大发小轿车发动机连杆的疲劳性能研究

本文对大发小轿车发动机连杆进行了疲劳性能测试，发现绝大部分连杆都在压痕根部处断裂，为此对压痕所造成的残余应力进行了测试和研究，提出了提高连杆疲劳性能的措施。本文在循环应力比Ｒ从２．５到—３之间进行了广泛的疲劳试验，并找到包括平均压应力范围等寿命曲线规律，对平均压应力在疲劳中的作用有了进一步认识。     

红外热像法快速确定45#钢的疲劳性能

红外热像法作为一种无损、实时及非接触的测试技术,在疲劳研究领域得到广泛的应用.该方法克服了传统试验方法周期长、所需试验试件和费用多的困难.本文利用红外热像仪测量了疲劳试验中45#钢试件表面温升变化,根据红外疲劳极限快测法得到疲劳极限,并由累积塑性功和塑性温升之间的相关假设,推导出了试件疲劳寿命的计算公式.试验结果表明,红外热像法可以快速、准确地确定材料的疲劳极限和S-N曲线.     

一种基于耗散能计算的高周疲劳参数预测方法

在热力学框架下,基于薄板假设,建立金属材料薄板试样在高周疲劳载荷作用下的热传导方程,将试样温度场数据和实时载荷信号导入,准确计算与高周疲劳损伤相关的单个循环内耗散能. 基于该方法,以316L不锈钢材料为例,通过实时监测试样不同应力水平下高周疲劳破坏全过程中耗散能的变化,拟合出耗散能-疲劳寿命曲线,呈现与传统的应力-疲劳寿命曲线相同的规律;提出一种新的预测高周疲劳极限的能量法,确定的疲劳极限与实验值相近.     

机车曲轴镀铁修复疲劳对比试验研究

通过对镀铁修复后的机车曲轴的疲劳性能进行检测试验，同时给出参照的新曲轴的疲劳性能参数，比较分析原件性能和镀铁修复后的疲劳性能的差异，从而判断在原工作环境下镀铁修复后机车曲轴的工作寿命如何变化，试验中采用42CrMoA棒材及其镀铁修复件进行比较，给出了最大应力—疲劳寿命的S—N曲线，从实验数据可以分析，因长期使用轴径磨损的曲轴镀铁修复后，其疲劳性能将有部分损失，疲劳极限下降9．68%，这意味着在较大的疲劳应力下工作的镀铁修复后曲轴，其疲劳寿命低于原件，因此应进一步研究镀铁修复的曲轴在实际工况下的疲劳极限，并改善镀铁工艺，提高疲劳极限，使镀铁修复技术更好地应用于工程实际。     

TC21钛合金显微组织对超长寿命疲劳行为的影响

本文主要研究钛合金的网篮尺寸对于超声疲劳行为的影响。研究发现,对于TC21钛合金,高应力下疲劳裂纹萌生于试样表面;低应力下疲劳裂纹萌生于试样亚表面。最大应力-循环次数(S-N)曲线显示,在两段连续下降的曲线之间有一个表面萌生向内部萌生的转变平台。对于网篮尺寸为60μm的钛合金,转变平台对应的应力幅为540MPa,疲劳极限为430MPa。网篮尺寸为40μm的转变平台应力幅为600MPa,疲劳极限为530MPa。分析得知网篮尺寸为60μm的TC21钛合金疲劳性能低于网篮尺寸为40μm的TC21钛合金。     

测定薄板疲劳裂纹扩展门槛值的升降法

测定疲劳裂纹扩展门槛值传统方法的整个过程只测出裂纹扩展门槛值的一个观测值,而由于材料不均匀等客观因素的限制,传统试验法的结果具有一定的随机性.本文利用升降法的原理,提出一种测定疲劳裂纹扩展门槛值的升降法:预制裂纹并逐级降载使裂纹扩展速率接近门槛值速率,设定应力强度因子的级差,按照设定级差逐级降载,直至裂纹扩展速率低于门槛值速率,然后开始升载,直至裂纹扩展速率高于门槛值速率,再开始降载,如此重复进行即可以在疲劳裂纹扩展门槛值附近测得多对相反的数据点.运用小子样升降法数据处理方法,就可得到疲劳裂纹扩展门槛值的均值和方差.最后通过某型铝合金薄板疲劳裂纹扩展门槛值的测定试验验证了此方法的可行性.     

缺口件表象疲劳极限的定量化分析

测定了淬火、高温回火35CrMo钢光滑试样和三种缺口试样的三点弯曲疲劳极限,并利用ANSYS有限元软件计算了缺口试样加载时缺口截面上的应力分布.用“疲劳源形成的微细观过程理论”对试验结果进行了分析,认为,疲劳源的形成虽然发生在个别薄弱晶粒内部,是其中位错往返运动及交互作用的结果,但还必须满足一定的形变协调条件和概率条件,因而必须形成由相当多晶粒组成的“细观屈服区”.对试验结果的分析表明,如取“细观屈服区”临界尺寸(xW)等于11个奥氏体晶粒平均直径,则计算得到的缺口试样的表象疲劳极限,与实测值相比,其综合误差最小.据此计算的三种缺口试样的表象疲劳极限,其误差都小于5％.该xW可认为是材料的特征参量.     

Estimation of Fatigue Limits from Temperature Data Measured by IR Thermography

To determine the fatigue limits of materials, fatigue testing, which is time-consuming and very expensive, is required. In order to overcome these shortcomings, estimating methods for fatigue limits based on temperature changes measured by IR camera have been proposed, and research and development of such methods have been widely conducted. In the current paper, a non-lock-in type, inexpensive IR camera was used for rotational bending fatigue testing to estimate the fatigue limit from temperature changes independent from loading signals. The results indicated that it is possible to estimate the fatigue limit from the time-temperature change curves measured under various stress conditions and converted stress amplitude-temperature change curves. The estimated results were sufficiently accurate and thus we confirmed that it is promising to estimate the fatigue limit by a non-lock-in type, inexpensive IR camera. The inflection point of a stress amplitude-temperature change curve can be determined by approximating a curve by two straight lines and finding the combination of the lines for which the sum of the residuals between the curve and the lines is the smallest. Although the temperature changes depended on the loading history (the number of loading cycles), the results of fatigue limit estimation changed little. Therefore, the proposed method is practically accurate as a simple estimation method. We also measured the behavior of stress-stroke for each loading history (the number of loading cycles) in tension-compression fatigue testing and confirmed that temperature changes during fatigue testing are associated with plastic strain energy.     

透平转子的可靠性设计

介绍透平转子的可靠性设计方法。该方法以传统的转子强度和振动的设计方法为基础,把透平转子的静应力、材料静强度、应力幅、尺寸系数、表面加工系数、应力集中系数、材料疲劳极限、热疲劳累积损伤程度、材料低周疲劳程度、蠕变寿命、固有频率、激振力频率、不平衡响应等处理为随机变量,使用机械概率设计法确定转子设计的可靠度。文中给出了透平转子静强度、疲劳强度、热疲劳、蠕变寿命、避开弯曲共振、避开扭转共振和限制不平稳响     

利用红外热像技术快速确定材料疲劳极限

基于能量理论，阐述了利用红外热像方法确定材料疲劳极限的原理，并利用红外热 像仪对具有矩形截面的钢试件进行了疲劳试验，通过记录疲劳试验过程中试件表面的温度变 化，经处理后得到了该种材料的疲劳极限. 试验表明，利用红外热像技术可以快速、准确地 确定材料的疲劳极限. 同时，该方法还具有可靠、经济、便捷等优点.     

Influence of the connecting condition on the dynamic buckling of longitudinal impact for an elastic rod

The stress wave propagation law and dynamic buckling critical velocity are formulated and solved by considering a general axial connecting boundary for a slender elastic straight rod impacted by a rigid body. The influence of connecting stiffness on the critical velocity is investigated with varied impactor mass and buckling time. The influences of rod length and rod mass on the critical velocity are also discussed. It is found that greater connecting stiffness leads to larger stress amplitude, and further results in lower critical velocity. It is particularly noteworthy that when the connecting stiffness is less than a certain value,dynamic buckling only occurs before stress wave reflects off the connecting end. It is also shown that longer rod with larger slenderness ratio is easier to buckle, and the critical velocity for a larger-mass rod is higher than that for a lighter rod with the same geometry.     

Cumulative damage evaluation of steel using infrared thermography

Following the first damage models proposed by Palmgren and Miner, numerous researchers have focused on the problem of predicting the residual life of a material from its load history. Every component dynamically loaded, particularly over the fatigue limit, shows an increase in temperature. The higher the temperature, the higher the load applied. Therefore, in an undamaged material or mechanical component, it is possible to associate each loading stress over the fatigue limit with a temperature value at the hottest point of the surface during the first phase of the test trough a thermo-mechanical characterization (TMC) map. Using the thermoanalysis of steel specimen data, this paper shows that the energetic effect (as a different temperature increments for equal loading uniaxial stress) can be used to evaluate the cumulative damage caused by previous loading. The tests were performed using C40 steel for which traditional fatigue curves in literature are reported.     

利用红外热像技术快速预测材料的S-N曲线

研究材料疲劳一般采用试验的方法,但试验周期长, 所需试验试件和费用多,一直以来都是材料疲劳试验难以克服的困难,人们一直在探寻能快速得到材料疲劳性能的方法.本文在前人研究的基础上,采用红外热像技术,确定了材料的疲劳极限,并在"同种试件疲劳破坏消耗的塑性功不变"的假设下,通过建立塑性温升、热耗散、塑性功之间的关系给出了试件疲劳寿命的计算公式.由此经过简单的试验,理论上用一根试件,试验几个小时就可以快速确定材料的疲劳寿命,给出材料的S-N曲线.