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TC4钛合金的多轴高周疲劳损伤及强度退化研究

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稀有金属材料与工程 2023年第5期52卷 1896-1904页

作者：李炳强吴超李晨昀周宏根刘金锋江苏科技大学机械工程学院江苏镇江212003

不同工况下TC4(Ti-6Al-4V)钛合金疲劳累积损伤及强度退化存在较大差别。为了充分表征载荷参数的影响,基于Chaboche损伤模型以及改进的多轴疲劳损伤准则,提出新的强度退化模型,开展了TC4钛合金的多轴高周疲劳(HCF)寿命预测和强度退化评... 详细信息

不同工况下TC4(Ti-6Al-4V)钛合金疲劳累积损伤及强度退化存在较大差别。为了充分表征载荷参数的影响,基于Chaboche损伤模型以及改进的多轴疲劳损伤准则,提出新的强度退化模型,开展了TC4钛合金的多轴高周疲劳(HCF)寿命预测和强度退化评估。首先,开展TC4合金在一系列加载路径下的多轴比例和非比例疲劳试验。将Chaboche非线性损伤准则和临界平面法与提出的损伤控制参数相结合,描述了TC4合金的非线性疲劳损伤计算和寿命预测。其次,进一步建立了基于累积损伤的非线性强度退化模型,并证明了该模型在不同载荷工况下均可以获得更高的精度。实验结果表明,由于考虑载荷参数的影响,提出的TC4钛合金疲劳寿命与强度退化预测结果精度远高于其他的预测模型。

关键词：疲劳寿命多轴损伤强度退化 TC4钛合金

基于混沌多项式的考虑子结构强度退化的混合试验研究

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振动与冲击 2020年第24期39卷 11-16页

作者：张睿陈城田利杨澄宇侯和涛山东大学土建与水利学院济南250061 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

混合试验作为一种新兴的抗震试验方法,近年来逐渐引起广泛的关注。传统的混合试验通常对其数值子结构采取确定性的参数,因而无法考虑其参数不确定性对地震下整体结构响应的影响。如何考虑子结构参数的不确定性成为混合试验设计的一个主... 详细信息

混合试验作为一种新兴的抗震试验方法,近年来逐渐引起广泛的关注。传统的混合试验通常对其数值子结构采取确定性的参数,因而无法考虑其参数不确定性对地震下整体结构响应的影响。如何考虑子结构参数的不确定性成为混合试验设计的一个主要研究问题。运用一种量化参数不确定性的混沌多项式展开方法,通过非线性Bouc-Wen模型模拟试验子结构在反复荷载下的强度退化,探讨了一个单自由度非线性结构考虑不同延性下最大位移响应,通过混沌多项式建立结构响应元模型并使用最小角回归计算模型系数。研究表明混沌多项式元模型可以帮助对试验子结构出现强度退化的混合试验进行参数不确定性分析,也为如何在混合试验设计中考虑子结构不确定性提出了新的思路。

关键词：混合试验不确定性分析混沌多项式展开(PCE) 最小角回归 Bouc-Wen模型强度退化

大件运输车载下考虑强度退化过程的钢绞线斜拉索安全评估

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中国公路学报 2020年第8期33卷 169-181页

作者：高文博袁阳光黄平明许昕王俊峰韩万水长安大学公路学院陕西西安710064 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055

为实现大件运输车载下退化钢绞线斜拉索安全评估,首先,在总结已有研究成果的基础上建立了"微动-腐蚀-疲劳"损伤历程下的钢绞线斜拉索强度退化模拟方法;其次,根据斜拉索运营阶段安全性的内涵,依据可靠度理论建立了大件运输车载下的两层... 详细信息

为实现大件运输车载下退化钢绞线斜拉索安全评估,首先,在总结已有研究成果的基础上建立了"微动-腐蚀-疲劳"损伤历程下的钢绞线斜拉索强度退化模拟方法;其次,根据斜拉索运营阶段安全性的内涵,依据可靠度理论建立了大件运输车载下的两层次安全评估方法,两层次安全评估极限状态分别对应于不满足规范要求安全储备的状态及拉索断裂破坏,明确了两层次安全评估目标可靠指标的确定方法;最后,以一个实例分析对所构建的钢绞线斜拉索强度退化模拟方法及两层次安全评估方法的应用进行说明。结果发现:采用所构建的模拟方法可顺利实现对钢绞线斜拉索强度退化过程的模拟,钢绞线斜拉索在腐蚀过程开始之前,其抗拉强度会在微动磨损进程下损失约5%,一般大气环境下,服役30年时抗拉强度退化至初始水平的约72.6%;第1层次安全评估目标可靠指标可选择为3.09,第2层次安全评估目标可靠指标的确定应同时考虑正常运营荷载及年均大件运输车辆授权通行次数的影响;考虑到大件运输车辆通过大跨桥梁时严格交通管制的艰难程度,安全评估过程应考虑正常交通荷载的影响,考虑一般运行状态或密集运行状态活载模型对安全评估结果的影响较小。所建立的两层次安全评估方法可为大件运输车载下大跨桥梁关键构件安全评估提供参考。

关键词：桥梁工程大件运输车载可靠度理论钢绞线斜拉索安全评估强度退化

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基于累积损伤的弯矩-曲率强度退化滞回模型

同济大学学报（自然科学版） 2013年第12期41卷 1767-1774页

作者：郭进王君杰同济大学土木工程学院上海200092

建立了钢筋混凝土构件强度退化的一般数学表达式,提出了以损伤值为变量的强度退化函数概念,指出强度退化模型的本质就是确定强度退化函数.以Kawashima实验室1997年进行的一组试验为基础,通过考察不同加载路径对构件强度退化的影响,在弯... 详细信息

建立了钢筋混凝土构件强度退化的一般数学表达式,提出了以损伤值为变量的强度退化函数概念,指出强度退化模型的本质就是确定强度退化函数.以Kawashima实验室1997年进行的一组试验为基础,通过考察不同加载路径对构件强度退化的影响,在弯矩-曲率层面上建立了强度退化函数的具体表达形式.分析结果表明,所建立的滞回模型能够反映强度退化现象,与实验结果吻合较好.用***等人1997年完成的另一组试验进行了验证,进一步说明所建立强度退化滞回模型的适用性.

关键词：钢筋混凝土累积损伤强度退化弯矩一曲率滞回模型

考虑强度退化和失效相关性的风电齿轮传动系统动态可靠性分析

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机械工程学报 2016年第11期52卷 80-87页

作者：周志刚徐芳河南科技大学车辆与交通工程学院洛阳471003 河南科技大学机电工程学院洛阳471003

针对随机风作用下风力发电机齿轮传动系统失效率高的问题,研究了随机风引起的风力发电机传动系统外部风载荷以及内部由齿轮、轴承刚度及综合啮合误差等引起的内部动载荷激励,基于集中质量法建立了风电齿轮传动系统齿轮-轴承耦合动力学... 详细信息

针对随机风作用下风力发电机齿轮传动系统失效率高的问题,研究了随机风引起的风力发电机传动系统外部风载荷以及内部由齿轮、轴承刚度及综合啮合误差等引起的内部动载荷激励,基于集中质量法建立了风电齿轮传动系统齿轮-轴承耦合动力学模型。在对模型进行仿真求解的基础上,分别求得了传动系统中各齿轮和轴承的动态接触应力-时间历程。将载荷作用过程视为随机过程,推导出随机载荷作用下的等效载荷累计分布函数,从系统层面上建立了基于应力-强度干涉理论的风力发电机齿轮传动系统动态时变可靠性模型,模型考虑了零件的失效相关性和强度退化因素,研究了失效相关性和强度退化对风电齿轮传动系统可靠度和失效率的影响规律,为风力发电机齿轮传动系统动态设计和可靠性优化设计奠定了基础。

关键词：风力发电机失效相关性齿轮传动系统强度退化动态可靠性

考虑强度退化的海上风机齿轮结构可靠性评估方法

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中国电机工程学报 2023年第13期43卷 5037-5048页

作者：李宏仲周玉龙上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200090

针对结构可靠性评估中多维复杂非线性积分难以求解的问题,以海上风机的齿轮结构为例,提出一种基于广义多项式混沌和最大熵模型的解析计算方法。首先,考虑风载荷对齿轮的疲劳损伤,建立考虑齿轮结构强度退化的时变可靠性模型;其次,基于随... 详细信息

针对结构可靠性评估中多维复杂非线性积分难以求解的问题,以海上风机的齿轮结构为例,提出一种基于广义多项式混沌和最大熵模型的解析计算方法。首先,考虑风载荷对齿轮的疲劳损伤,建立考虑齿轮结构强度退化的时变可靠性模型;其次,基于随机风载和齿轮材料结构的不确定性分布,通过广义多项式混沌展开将原复杂随机模型转化为正交多项式之和的代理模型;在此基础上,利用代理模型的展开系数和正交基函数得结构功能函数的前四阶原点矩,将其作为齿轮结构疲劳可靠性的约束条件,并基于最大熵原理得到齿轮疲劳失效的概率密度函数,采用直接积分的方法求结构可靠性指标;最后,以一台2MW海上风机的齿轮结构为例进行分析计算,验证所提方法的有效性。

关键词：广义多项式混沌最大熵强度退化可靠性评估海上风机

复合应力作用下强度退化的应力-强度干涉模型可靠性统计分析

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计算力学学报 2007年第3期24卷 358-361页

作者：孙权赵建印周经伦国防科学技术大学信息系统与管理学院系统工程系湖南长沙410073

在考虑随机复合应力作用下强度随使用时间不断退化时,研究了应力-强度干涉模型下的可靠性统计推断问题,给出了一个随机复合应力-强度退化干涉失效模型和模型未知参数的估计方法,该模型考虑了应力与强度退化的相关性,文章的最后利用算例... 详细信息

在考虑随机复合应力作用下强度随使用时间不断退化时,研究了应力-强度干涉模型下的可靠性统计推断问题,给出了一个随机复合应力-强度退化干涉失效模型和模型未知参数的估计方法,该模型考虑了应力与强度退化的相关性,文章的最后利用算例验证了该模型的有效性。

关键词：应力强度干涉模型可靠性强度退化随机应力

基于剩余强度退化的FPSO系泊系统疲劳时变可靠性评估

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船舶力学 2021年第9期25卷 1260-1267页

作者：赵岩余建星余杨王华昆王福程天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 天津大学天津市港口与海洋工程重点实验室天津300072 北部湾大学机械与船舶海洋工程学院广西钦州535011

针对FPSO系泊系统节点疲劳问题,形成一套较为完整的时变可靠性评估方法。通过对FPSO进行时域耦合分析获取构件应力时程,基于剩余强度退化、载荷-强度干涉理论建立时变可靠性评估模型,并引入一种新的海洋工程载荷概率分布评估方法,建立... 详细信息

针对FPSO系泊系统节点疲劳问题,形成一套较为完整的时变可靠性评估方法。通过对FPSO进行时域耦合分析获取构件应力时程,基于剩余强度退化、载荷-强度干涉理论建立时变可靠性评估模型,并引入一种新的海洋工程载荷概率分布评估方法,建立了多工况、风浪流联合作用下构件疲劳时变可靠性评估方法。并以内转塔式FPSO系泊系统为例,验证了该方法的实用性与可行性,为海洋工程结构的设计、测试和检修计划的制定提供依据。

关键词：强度退化可靠性疲劳损伤海洋平台系泊

基于二元疲劳失效判据的非线性疲劳损伤累积模型及其强度退化研究

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中国机械工程 2008年第22期19卷 2753-2757,2761页

作者：朱顺鹏黄洪钟谢里阳电子科技大学成都610054 东北大学沈阳110004

二元疲劳失效判据认为疲劳破坏是由损伤程度和当前作用应力这两个量共同决定的,由此观点出发定义了非线性损伤,并建立了与载荷状态有关的非线性损伤累积模型,推导了在多级加载下的递推公式。经两种金属材料的疲劳试验数据验证表明,用该... 详细信息

二元疲劳失效判据认为疲劳破坏是由损伤程度和当前作用应力这两个量共同决定的,由此观点出发定义了非线性损伤,并建立了与载荷状态有关的非线性损伤累积模型,推导了在多级加载下的递推公式。经两种金属材料的疲劳试验数据验证表明,用该模型预测疲劳寿命,其结果是令人满意的。从疲劳过程本质上是材料静强度不断退化的过程的观点出发,建立了基于二元疲劳失效判据的非线性强度退化模型,将模型应用于两级及多级载荷下的剩余寿命估算,结果表明,所提出的剩余强度退化模型是合理可行的。

关键词：强度退化非线性疲劳损伤累积二元疲劳失效判据寿命预测