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损伤力学理论在混凝土结构中的应用技术进展

材料导报 2011年第9期25卷 107-111,124页

作者：刘磊张运坤荣辉中铁十八局集团第五工程有限公司天津300450 邯郸学院信息工程学院邯鄣056005 东南大学材料科学与工程学院南京211189 江苏省土木工程材料重点实验室南京211189

总结了最近几年国内外基于损伤力学理论的混凝土结构性能研究。详细概述了静力损伤本构关系、动力损伤本构关系、弹塑性损伤本构关系、混凝土随机损伤本构关系、徐变损伤模型、冻融作用下的损伤模型和腐蚀-化学作用下的损伤模型。总结... 详细信息

总结了最近几年国内外基于损伤力学理论的混凝土结构性能研究。详细概述了静力损伤本构关系、动力损伤本构关系、弹塑性损伤本构关系、混凝土随机损伤本构关系、徐变损伤模型、冻融作用下的损伤模型和腐蚀-化学作用下的损伤模型。总结了该研究领域存在的一些问题,并对今后的研究方向提出了建议。

关键词：损伤力学静力损伤动力损伤弹塑性损伤随机损伤徐变损伤冻融损伤

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确定材料概率疲劳曲线的损伤力学方法

北京航空航天大学学报 2005年第9期31卷 1027-1030页

作者：白曌宇孟宪红张行北京航空航天大学研究生院北京100083 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

飞机结构对可靠度要求很高,因此要获取材料的概率疲劳曲线.概率疲劳曲线试验周期长,费用高.对此,首次通过损伤力学方法,根据获取材料中值疲劳曲线所需数据确定了材料的概率疲劳曲线.结果表明,当存活概率提高时,疲劳强度将明显降低,疲劳... 详细信息

飞机结构对可靠度要求很高,因此要获取材料的概率疲劳曲线.概率疲劳曲线试验周期长,费用高.对此,首次通过损伤力学方法,根据获取材料中值疲劳曲线所需数据确定了材料的概率疲劳曲线.结果表明,当存活概率提高时,疲劳强度将明显降低,疲劳寿命将明显缩短.本结论是从金属材料的标准试件的疲劳试验推出的,因而该方法首先适用于金属材料,同时该方法也可推广用于许多新型的复合材料.另外,试验子样愈大,置信度愈高.该方法的价值在于可以采用中值疲劳试验代替概率疲劳试验,显著地节约疲劳机时与试验成本.

关键词：概率疲劳曲线损伤力学中值疲劳曲线

粉末合金(FGH95)蠕变/疲劳交互作用下寿命预测的损伤力学有限元分析

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航空动力学报 2003年第1期18卷 101-108页

作者：刘相新张学仁阎晓军聂景旭北京航空航天大学动力系

采用基于损伤力学的蠕变—疲劳交互作用下的寿命预测模型,应用损伤等效应力进行三维应力状态下的损伤计算,并考虑了压缩时闭合效应,利用ANSYS的二次开发工具APDL和UPFs开发程序,把基于损伤力学的寿命预测方法与ANSYS的结构分析结合起来... 详细信息

采用基于损伤力学的蠕变—疲劳交互作用下的寿命预测模型,应用损伤等效应力进行三维应力状态下的损伤计算,并考虑了压缩时闭合效应,利用ANSYS的二次开发工具APDL和UPFs开发程序,把基于损伤力学的寿命预测方法与ANSYS的结构分析结合起来,实现了对构件的损伤计算和寿命预测。针对粉末合金材料易含夹杂等初始缺陷的特点,提出了在寿命计算中通过单元初始损伤模拟初始缺陷对寿命影响的处理方法,探讨了考虑初始缺陷条件下的寿命预测,并利用试验对计算结果进行了对比验证。

关键词：航空推进系统航天推进系统粉末合金蠕变疲劳寿命预测损伤力学

钢桥面沥青混合料铺装体系疲劳特性的损伤力学分析

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土木工程学报 2006年第2期39卷 117-121,129页

作者：刘振清黄卫刘清泉曹东伟交通部公路科学研究院北京100088 东南大学江苏南京210096

用损伤力学原理及方法,从力学近似法角度分析了单纯的沥青混合料铺装层矩形截面梁疲劳损伤特性,推导出梁的应变场和疲劳寿命预测公式。按抗弯刚度等效简化原则,将疲劳试验复合梁模型中的实际桥面用钢板简化为沥青混合料铺装层叠加到下... 详细信息

用损伤力学原理及方法,从力学近似法角度分析了单纯的沥青混合料铺装层矩形截面梁疲劳损伤特性,推导出梁的应变场和疲劳寿命预测公式。按抗弯刚度等效简化原则,将疲劳试验复合梁模型中的实际桥面用钢板简化为沥青混合料铺装层叠加到下面的沥青混合料铺装层上,共同组成准单纯的沥青混合料铺装层矩形截面梁,应用该原理及方法推导出梁底缘的应变场,以南京长江第二大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装体系复合梁疲劳试验为例,进一步推导出复合梁的疲劳寿命预测公式。通过实例分析,表明损伤力学原理及方法可用于分析钢桥面沥青混合料铺装体系疲劳特性,其疲劳寿命预测结果是较为精确的,它的实际应用还需给出相应的修正,此外指出了环氧沥青混凝土铺装具有很好的抗疲劳性能。

关键词：钢桥面板沥青混合料铺装损伤力学矩形截面梁应变疲劳

基于损伤力学的含预腐蚀损伤铝合金的疲劳寿命预测

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北京航空航天大学学报 2021年第12期47卷 2434-2441页

作者：詹志新余洵胡伟平孟庆春北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083 深圳北航新兴产业技术研究院深圳518000 中国直升机设计研究所景德镇333001

在工程结构中,腐蚀疲劳破坏是一种常见的现象,腐蚀坑处往往形成疲劳源,严重影响材料的疲劳特性。基于连续损伤力学理论,提出了含预腐蚀损伤铝合金疲劳寿命预测方法。首先,将腐蚀的影响分为2个方面,即腐蚀造成局部初始损伤和腐蚀形成的... 详细信息

在工程结构中,腐蚀疲劳破坏是一种常见的现象,腐蚀坑处往往形成疲劳源,严重影响材料的疲劳特性。基于连续损伤力学理论,提出了含预腐蚀损伤铝合金疲劳寿命预测方法。首先,将腐蚀的影响分为2个方面,即腐蚀造成局部初始损伤和腐蚀形成的蚀坑造成局部应力集中;其次,建立了考虑预腐蚀损伤的疲劳损伤演化方程,并实现了相应的数值解法;然后,根据预腐蚀疲劳试验结果与数值计算结果,得到预腐蚀引起的材料初始损伤;最后,采用数值解法,对含预腐蚀坑的铝合金进行了寿命预估,并与试验结果进行对比,验证了所提方法的有效性。

关键词：腐蚀疲劳损伤损伤力学有限元铝合金

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基于损伤力学的混凝土疲劳损伤模型

东南大学学报（自然科学版） 2006年第4期36卷 605-608页

作者：潘华邱洪兴东南大学土木工程学院南京210096

为了研究混凝土在疲劳荷载作用下力学性能不断劣化过程,从连续介质损伤力学的基本理论出发,根据混凝土的材料性能选定合理的耗散势函数,用残余应变来定义混凝土的损伤量,得到关于残余应变的损伤变量表达式;分析混凝土疲劳损伤的发展规律... 详细信息

为了研究混凝土在疲劳荷载作用下力学性能不断劣化过程,从连续介质损伤力学的基本理论出发,根据混凝土的材料性能选定合理的耗散势函数,用残余应变来定义混凝土的损伤量,得到关于残余应变的损伤变量表达式;分析混凝土疲劳损伤的发展规律,选用合适的混凝土微塑性应变方程,推导混凝土在疲劳荷载下的损伤发展率,得到混凝土损伤变量与疲劳次数的关系,从而建立混凝土疲劳损伤模型;利用疲劳实验数据验证模型形式的正确性,并确定模型的参数;由此建立耦合损伤变量的混凝土本构关系模型,可用于疲劳荷载作用下混凝土的有限元分析.

关键词：混凝土损伤力学疲劳损伤耗散势

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谱载荷下三维构件疲劳分析的损伤力学方法

北京航空航天大学学报 2011年第8期37卷 912-917,932页

作者：孟宪红白曌宇张行北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

建立了工程中常见的三维构件的一个损伤力学守恒积分,并利用此积分的守恒性与小范围损伤的条件,推导出计及损伤耦合效应时集中的应力与应变所应满足的方程.根据以损伤驱动力表示的损伤演化方程,推导了在谱载荷作用下,疲劳裂纹萌生寿命... 详细信息

建立了工程中常见的三维构件的一个损伤力学守恒积分,并利用此积分的守恒性与小范围损伤的条件,推导出计及损伤耦合效应时集中的应力与应变所应满足的方程.根据以损伤驱动力表示的损伤演化方程,推导了在谱载荷作用下,疲劳裂纹萌生寿命预估的解析表达式,建立了以等效应力表示的非分离变量型损伤演化方程,并在短周期加载条件下得到积分形式的疲劳寿命闭合解.对某飞机起落架为代表的三维构件在谱载荷作用下的疲劳寿命进行了预报.

关键词：损伤力学谱载荷三维构件疲劳寿命

球轴承接触疲劳寿命预估的损伤力学-有限元法

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航空动力学报 2019年第10期34卷 2246-2255页

作者：张杰毅陈果谢阶栋贺志远滕春禹成震杰南京航空航天大学民航学院南京210016 中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所湖南株洲412002 中国航空工业集团有限公司中国航空综合技术研究所北京100028

以线弹性力学及连续损伤力学为基础,构建球轴承接触疲劳的损伤演化方程。利用轴承钢GCr15扭转疲劳试验数据拟合得到损伤演化方程中的材质参数。通过该方程预估轴承钢GCr15的扭转疲劳寿命,其结果与试验数据吻合。采用ABAQUS有限元分析软... 详细信息

以线弹性力学及连续损伤力学为基础,构建球轴承接触疲劳的损伤演化方程。利用轴承钢GCr15扭转疲劳试验数据拟合得到损伤演化方程中的材质参数。通过该方程预估轴承钢GCr15的扭转疲劳寿命,其结果与试验数据吻合。采用ABAQUS有限元分析软件仿真得到6206球轴承的接触应力分布并分析了6206球轴承最大接触应力区。根据6206球轴承的载荷及应力应变状态将最大接触应力区简化为二维平面应力模型。在此基础上预估了6206球轴承的接触疲劳寿命。设计并进行了6206球轴承疲劳强化试验。轴承接触疲劳剥落都萌生于内圈,与应力仿真分析结果相契合。三个试验轴承的试验与预估接触疲劳寿命的相对误差分别为29.52%、3.03%和51.16%,验证了接触疲劳寿命预估方法的有效性。研究表明采用损伤力学预估球轴承的接触疲劳寿命是工程中可行且实用的方法。

关键词：寿命预测球轴承损伤力学轴承应力计算罚函数 ABAQUS有限元分限软件

基于损伤力学的金属构件概率疲劳寿命预测方法

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西北工业大学学报 2021年第2期39卷 326-333页

作者：刘潇然孙秦郑州航空工业管理学院航空工程学院河南郑州450046 郑州航空工业管理学院无人机研究院河南郑州450046 西北工业大学航空学院陕西西安710072

基于连续介质损伤力学,提出了一种预测金属构件高周疲劳寿命的概率方法。结合Eshelby-Kroner局域化准则和金属典型弹塑性本构方程构建了宏细观双尺度应力应变桥联方程;将Lemaitre疲劳损伤演化模型中部分参数随机化,通过对模型反演优化... 详细信息

基于连续介质损伤力学,提出了一种预测金属构件高周疲劳寿命的概率方法。结合Eshelby-Kroner局域化准则和金属典型弹塑性本构方程构建了宏细观双尺度应力应变桥联方程;将Lemaitre疲劳损伤演化模型中部分参数随机化,通过对模型反演优化获取其概率特性。结合双尺度桥联方程和疲劳损伤演化概率模型建立了预测高周疲劳寿命的概率方法,通过Fortran编程实现新算法,作为有限元分析的非嵌入后处理程序。完成了铝合金2024-T3光滑圆棒常幅谱疲劳实验,从而确定模型参数概率特性,以某型飞机蒙皮-带板搭接壁板为研究对象,利用新方法预测其危险点概率疲劳寿命,并完成了相应疲劳实验,验证了新方法预测金属构件概率疲劳寿命的有效性。

关键词：损伤力学疲劳概率特性铝合金