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相似文献
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1.
关于Neuber方程的理论研究叶笃毅,王德俊(东北大学机械工程学院沈阳110006)在工程结构中疲劳破坏总是从应力集中部位(如缺口根部)开始,因此,研究缺口处的局部应力和应变分布是缺口件疲劳分析的关键。在描述缺口根部局部非线性应力和应变分布的方法中,...  相似文献   

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关于Neuber方程的理论研究叶笃毅,王德俊(东北大学机械工程学院沈阳110006)在工程结构中疲劳破坏总是从应力集中部位(如缺口根部)开始,因此,研究缺口处的局部应力和应变分布是缺口件疲劳分析的关键。在描述缺口根部局部非线性应力和应变分布的方法中,...  相似文献   

3.
含表面缺口玻纤/环氧正交层压板的疲劳特性   总被引:1,自引:0,他引:1  
赵建华  杨余旺 《实验力学》1993,8(4):303-310
本文探讨含表面缺口玻纤/环氧树脂正交层压板的疲劳力学特性,测量和分析了疲劳寿命特征及脱层扩散规律,监测了缺口张开位移,试样刚度降低随循环历史的变化特怔,结果表明,疲劳脱层扩展速率与应变能率的关系服从Paris方程,监视缺口张开位移或刚度降低的变化可能是监视和预测含表面缺口复合材料构件疲劳破坏的有效手段之一。  相似文献   

4.
缺口试样疲劳短裂纹行为研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用复型方法对中碳结构钢单边钝缺口试样的非穿透和穿透疲劳短裂纹的演化过程进行了研究。结果表明:试样的疲劳破坏主要是由形成于缺口根部的表面短裂纹扩展引起的;形成穿透裂纹以前的短裂纹形成和扩展过程占试样疲劳寿命的70%以上;线弹性断裂力学不适合于描述表面裂纹和穿透裂纹早期阶段的扩展特性;某些条件下,裂纹初始几何形状的影响是导致穿透裂纹早期扩展出现奇异特性的主要原因。  相似文献   

5.
对带各种缺口的复合材料层合板的疲劳性能进行了研究。设计了不同类型的制品试件,分别进行静态和疲劳试验。试验数据表明,缺口对复合材料的静强度和静刚度的影响不大,缺口试样的疲劳寿命带高于缺口试样,与金属材料相比,复合材料对缺口不敏感。采用条状试样获得的力学性能不参代表复合材料的真实性能,实现表明自由边的缺口对结构提高疲劳寿命是有利的。文中还对疲劳过程中复合材料的刚度变化进行了研究,对文中所研究的层合板,  相似文献   

6.
J积分方法预测缺口疲劳裂纹形成的研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
对承受循环载荷的缺口试样,其缺口顶端形变功密度依赖于循环J积分和缺口半径ρ之比,即:△J=α_cρ△W_0依据缺口疲劳裂纹形成过程及光滑试样应变疲劳的形变功密度与疲劳寿命的关系N_f(△W)~r=C,导出并由实验证实了缺口疲劳裂纹形成寿命的预测公式:N_i(△J/α_cρ)~β=C_n。根据这一关系式,可以较准确地预测大范围屈服及全面屈服条件下缺口疲劳裂纹形成寿命。  相似文献   

7.
前言缺口试件疲劳有许多不同于光滑试件疲劳的特征,其中最主要的就表现在疲劳裂纹扩展方面.在循环载荷作用下,缺口试件应变分布是不均匀的,缺口顶端往往存在一循环塑性应变区,在其周围是弹性应变区.一般来说,微裂纹在缺口顶端形成;其Ⅰ阶段传播周次很短,缺口试件疲劳寿命主要由短裂纹在缺口塑性应变区传播周次及裂纹在弹性应变区传播周次两部分组成.短裂 ...  相似文献   

8.
本文从实验和理论上对疲劳缺口系数进行了研究和探讨.着重考查了由名义应力转换为局部应力或应变时的转换因子对 Smi-th 损伤参量的影响.理论计算和实验结果均表明:当名义应力较大时,疲劳缺口系数与载荷关系不大,可以用其平均值作为疲劳缺口系数.  相似文献   

9.
本文对带环状预裂纹的LD8铝合金缺口试件进行了研究.结果表明:疲劳裂纹扩展速率da/dN与当量J积分范围△J-f的关系不受缺口型式和加载应变范围的影响,用当量J积分来评价铝合金的高温低周疲劳裂纹扩展规律是有效的  相似文献   

10.
缺口件疲劳寿命分布预测的有效应力法   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文提出了一种由光滑件疲劳寿命试验数据预测缺口件疲劳寿命分布的有效应力法。该方法中缺口件的裂纹可能萌生表面被分解成一个个微元,整个表面可看成是这些微元组成的一个串联模型,按照串联概率失效模型,缺口件的疲劳强度失效概率就可以由各微元的疲劳强度失效概率计算得到,其中微元的疲劳强度失效概率是由光滑件的疲劳强度失效概率通过最弱环节理论计算得到的。在缺口件的疲劳强度失效概率表达式中,引入了有效应力的概念,用它查取光滑件的疲劳寿命试验数据就可以直接得到缺口件的疲劳寿命分布。该方法可以同时考虑到应力梯度和试件尺寸对缺口件疲劳寿命分布的影响。进行了材料LY12CZ的带中心孔缺口件的寿命算例分析,预测结果和试验结果吻合良好,表明该方法是有效的。  相似文献   

11.
Analysis based on the so-called “local approach” is made to estimate the fatigue strength of welded joints. Numerical analyses or strain gauges are employed for finding the stress and/or strain state in the vicinity of the weld toe. The notch stress intensity factor (NSIF) approach applied to fillet welded joints, as far as the opening angle between the weld and the main plate surface is constant (e.g. 135°, typical for many fillet welds), is able to rationalise the fatigue strength data both for different joint geometries and absolute dimensions. The NSIF approach has been previously developed as an extension of the Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM) to open V-notches and is based on the exponential local stress field around the V-notch tip. Several different “local approaches”, although simpler and more practical than the NSIF, are based on the stress (or strain) values determined beyond the exponential local one. To distinguish such approaches from the NSIF based one, we define the former as semi-local or nominal approaches while the latter is a local approach. The paper underlines that the local approaches, differently from the other ones, are able to unify in a single scatter band the fatigue strength data obtained from welded joints having different geometry and absolute dimensions.  相似文献   

12.
基于子模型法的带有表面裂纹钢丝应力强度因子研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
钢丝裂纹应力强度因子是进行钢丝疲劳断裂寿命评估、疲劳裂纹扩展分析和钢丝断裂强度评估等工作的重要参数。本文首先介绍了裂纹扩展分析软件FRANC3D,然后基于子模型法模拟研究了拉伸荷载作用下带有表面裂纹钢丝的应力强度因子,裂纹种类包括直线形裂纹和半圆形裂纹,最后拟合得到拉伸荷载作用下带表面裂纹钢丝的应力强度因子形状修正系数表达式,分析了利用该公式进行承载力评估时产生误差的原因。研究结果表明,利用子模型模拟分析拉伸荷载作用下带有表面裂纹的钢丝应力强度因子时计算精度高,计算速度快,对计算机硬件要求低;利用该方法得到的钢丝裂纹应力强度因子,在进行索承式桥梁吊索安全性能评估时,评估结果更精确。  相似文献   

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14.
缺口件表象疲劳极限的定量化分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
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.  相似文献   

15.
CTS试件中复合型疲劳裂纹扩展   总被引:3,自引:0,他引:3  
马世骧  胡泓 《力学学报》2006,38(5):698-704
针对复合型循环载荷作用下的金属构件中的裂纹扩展问题进行了实验分析和理论建模. 首先 采用紧凑拉剪试件(CTS)和 Richard研制的复合型载荷加载装置,对承受复合型循环载荷的裂纹进行了实验研究. 实验选择了两种金属材料试件,分别承受3种形式的复合型循环载荷的作用,在裂纹尖端具 有相同的初始应力场强度的条件下考察复合型循环载荷对裂纹扩展规律的影响. 实验结果表明,疲劳裂纹的扩展速率与加载角度有关. 对于同样金属材料的试件,当裂尖处 初始应力场强度相等时,载荷越接近于II型,裂纹增长速率越快. 采用等效应力强度 因子(I型和II型应力强度因子的组合)、裂纹扩展速率及复合强度等参数,以实验数据为 基础,建立了一个疲劳裂纹扩展模型,用来预测裂纹在不同模式疲劳载荷作用下的扩展速率. 为验证其有效性,该模型被应用于钢制试件的数值模拟计算中. 实验结果与模拟计算曲线保 持一致,表明该模型可以用来估算带裂纹金属构件的寿命.  相似文献   

16.
Different approaches have been proposed to link high cycle fatigue properties to thermal measurements under cyclic loadings, usually referred to as “self-heating tests.” This paper focuses on two models whose parameters are tuned by resorting to self-heating tests and then used to predict high cycle fatigue properties. The first model is based upon a yield surface approach to account for stress multiaxiality at a microscopic scale, whereas the second one relies on a probabilistic modelling of microplasticity at the scale of slip-planes.Both model identifications are cost effective, relying mainly on quickly obtained temperature data in self-heating tests. They both describe the influence of the stress heterogeneity, the volume effect and the hydrostatic stress on fatigue limits. The thermal effects and mean fatigue limit predictions are in good agreement with experimental results for in and out-of phase tension-torsion loadings. In the case of fatigue under non-proportional loading paths, the mean fatigue limit prediction error of the critical shear stress approach is three times less than with the yield surface approach.  相似文献   

17.
缺口件疲劳问题的研究日益引起各国学者的重视. 局部应力-应变法以其简单性在工程中得到了广泛应用, 该方法通常会得到偏于安全的结果. 引入疲劳缺口因子代替弹性应力集中因子针对缺口疲劳进行研究, 仍未能从本质上改善预测结果的准确性. 考虑到"热点应力" 附近的相对应力梯度, 提出了应力梯度法研究缺口件疲劳问题, 这一概念亦被用于应力场强度方法中, 如何准确确定损伤区域是应力场强度方法需要解决的问题. 临界距离理论可将Neuber 律、Peterson 方法及应力场强度方法进行有效统一, 同时有限元方法的发展进一步支持了该理论. 目前, 该方法在高周疲劳研究中取得了较好的效果, 但对低周疲劳寿命预测的有效性仍需进一步的验证.  相似文献   

18.
斜齿轮弹流润滑下的接触疲劳寿命计算   总被引:6,自引:6,他引:0  
经典齿轮接触疲劳强度理论是基于光滑表面赫兹干接触理论,而实际齿面具有粗糙度,且啮合轮齿多数处于混合润滑状态.本文基于齿轮润滑接触分析建立了渐开线斜齿轮的接触疲劳寿命计算模型.模型由齿轮润滑接触分析模型和基于次表面应力分布的疲劳寿命模型组成.首先将斜齿圆柱齿轮一对齿的瞬时啮合等效为两反向圆锥的接触问题,建立了齿轮的有限长弹流润滑计算模型,考虑了齿轮啮合周期内瞬时载荷、接触线长、卷吸速度等因素的影响,基于统一雷诺方程方法求得啮合齿对间的润滑压力和油膜厚度分布;在此基础上,计算轮齿接触区次表面的米歇斯应力分布,根据Zaretsky接触疲劳寿命计算模型,对齿轮组的接触疲劳寿命进行模拟预测.针对不同工况参数下接触疲劳寿命计算表明:润滑油黏度、轮齿表面粗糙度等因素对齿面接触疲劳寿命均有显著的影响.  相似文献   

19.
A new photoelastic model for studying fatigue crack closure   总被引:1,自引:0,他引:1  
The photoelastic analysis of crack tip stress intensity factors has been historically developed for use on sharp notches in brittle materials that idealize the cracked structure. This approach, while useful, is not applicable to cases where residual effects of fatigue crack development (e.g., plasticity, surface roughness) affect the applied stress intensity range. A photoelastic model of these fatigue processes has been developed using polycarbonate, which is sufficiently ductile to allow the growth of a fatigue crack. The resultant stress field has been modeled mathematically using the stress potential function approach of Muskhelishvili to predict the stresses near a loaded but closed crack in an elastic body. The model was fitted to full-field photoelastic data using a combination of a generic algorithm and the downhill simplex method. The technique offers a significant advance in the ability to characterize the behavior of fatigue cracks with plasticity-induced closure, and hence to gain new insights into the associated mechanisms.  相似文献   

20.
Experiments are described which determined the effects of various residual stress distributions on the growth rate of fatigue cracks. For each stress distribution, the contribution (KRS) to the net stress intensity at the crack tip is determined, and a comparison is then made with the behaviour predicted using a fracture mechanics approach based on a weight function analysis and a simple crack closure model. The example studied is a thickwalled pressure vessel containing a longitudinal crack which grows radially from the inner surface; fatigue cracks were grown under laboratory conditions in ring test specimens. sectioned from vessels which had been cold-expanded by different amounts to increase their pressure limits, and so contained various complex residual stress distributions. The experiments provide direct evidence that the effects of residual stress (and by extension, thermal stress) on the crack tip stress intensity may be modelled conveniently using weight function techniques, and can be incorporated satisfactorily in fatigue crack growth analyses.  相似文献   

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