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GH4169合金拘束相关的疲劳裂纹萌生寿命

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金属学报 2022年第12期58卷 1633-1644页

作者：郭昊函杨杰刘芳卢荣生上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海理工大学机械工程学院上海200093 华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

以GH4169镍基高温合金为研究对象,基于低周疲劳率相关的晶体塑性本构,引入累积能量耗散和累积塑性滑移2种疲劳指示因子作为疲劳裂纹萌生判据,对不同微缺口深度和长度下的疲劳裂纹萌生寿命进行研究。并基于统一拘束参数A_(p),进一步考察... 详细信息

以GH4169镍基高温合金为研究对象,基于低周疲劳率相关的晶体塑性本构,引入累积能量耗散和累积塑性滑移2种疲劳指示因子作为疲劳裂纹萌生判据,对不同微缺口深度和长度下的疲劳裂纹萌生寿命进行研究。并基于统一拘束参数A_(p),进一步考察拘束与疲劳裂纹萌生寿命的关联。结果表明:2种疲劳指示因子均可较好地预测疲劳裂纹萌生寿命。随着微缺口深度的增加,疲劳裂纹萌生寿命逐渐减少;随着微缺口长度的增加,疲劳裂纹萌生寿命逐渐增加。在不同的微缺口深度和长度下,疲劳裂纹萌生寿命均与√Ap存在线性关系。可以根据该线性关系,确定拘束相关的疲劳裂纹萌生寿命。

关键词：拘束疲劳裂纹萌生寿命晶体塑性累积能量耗散累积塑性滑移

轮轨滚动接触和制动热负荷耦合作用对重载车轮踏面裂纹萌生寿命的影响

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中国铁道科学 2019年第3期40卷 89-96页

作者：李兰蔡园武郭刚中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司高速轮轨关系试验室北京100081

在长大下坡道循环制动条件下,采用列车纵向动力学、三维有限元和疲劳损伤分析联合仿真方法,综合考虑车轮踏面在制动摩擦过程中瞬态非均匀热流分布和轮轨滚动接触,计算重载车轮踏面裂纹萌生寿命。采用有限元软件Abaqus建立闸瓦—车轮三... 详细信息

在长大下坡道循环制动条件下,采用列车纵向动力学、三维有限元和疲劳损伤分析联合仿真方法,综合考虑车轮踏面在制动摩擦过程中瞬态非均匀热流分布和轮轨滚动接触,计算重载车轮踏面裂纹萌生寿命。采用有限元软件Abaqus建立闸瓦—车轮三维瞬态热—机耦合有限元模型并在试验验证其准确性的基础上,以大秦线某段典型长大下坡道为例,研究制动热负荷和轮轨滚动接触耦合作用对车轮踏面裂纹萌生的影响。结果表明:制动热负荷或轮轨滚动接触单独作用不是导致车轮踏面出现裂纹的主要原因,而轮轨滚动接触和坡道制动热负荷的耦合作用才是导致运营车轮裂纹萌生的主要因素;踏面温度对轮轨滚动接触踏面裂纹萌生寿命的影响较大,车轮材料采用CL70钢、踏面温度超过250℃后,踏面裂纹萌生寿命显著降低。

关键词：制动热负荷轮轨滚动接触重载车轮疲劳裂纹萌生寿命疲劳损伤

HTS-A钢对接接头双轴低周疲劳萌生寿命研究

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中国造船 2014年第2期55卷 58-66页

作者：周宏飞严仁军中国舰船研究设计中心武汉430064 武汉理工大学交通学院武汉430063

焊接接头在垂向受压和纵向受弯组合循环应力状态下的低周裂纹萌生寿命估算工作分为两部分:焊趾处(循环)应力应变状态分析和应变寿命估算模型选择。用疲劳缺口系数代替应力集中系数这样的修正多轴Neuber法来分析焊趾处的应力应变状态。... 详细信息

焊接接头在垂向受压和纵向受弯组合循环应力状态下的低周裂纹萌生寿命估算工作分为两部分:焊趾处(循环)应力应变状态分析和应变寿命估算模型选择。用疲劳缺口系数代替应力集中系数这样的修正多轴Neuber法来分析焊趾处的应力应变状态。用四种应变-寿命估算模型计算了平板对接接头在不同载荷比下的疲劳萌生寿命,并与试验进行了对比分析。

关键词：对接接头萌生寿命双轴疲劳低周疲劳

随机轮轨力作用下钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生寿命预测仿真

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铁道学报 2010年第3期32卷 66-70页

作者：王建西许玉德练松良方永明石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

以现场实测轮轨力为样本,利用参数假设检验方法,确定轮轨力幅值和频率特征,进而根据轮轨力分布特征编制荷载谱。建立轨道结构的多跨连续梁模型,分析群载作用下钢轨受力情况,确定最大弯曲应力所在位置;利用子模型技术,取最大弯曲应力所... 详细信息

以现场实测轮轨力为样本,利用参数假设检验方法,确定轮轨力幅值和频率特征,进而根据轮轨力分布特征编制荷载谱。建立轨道结构的多跨连续梁模型,分析群载作用下钢轨受力情况,确定最大弯曲应力所在位置;利用子模型技术,取最大弯曲应力所处的一跨钢轨为研究对象,建立子模型,分析不同幅值下轮轨接触斑内局部应力情况。根据临界平面法思想,建立随机轮轨力作用下钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生寿命预测模型。结合具体实例分析表明:在一定速度范围内,轮轨力符合正态分布;根据随机轮轨力作用下钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生寿命预测模型,预测U75V钢轨通过约560万吨总重时轨面萌生裂纹,与现场观察结果吻合。

关键词：钢轨萌生寿命随机轮轨力临界平面

12号合金钢组合辙叉单开道岔疲劳裂纹萌生寿命预测

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北京交通大学学报 2017年第6期41卷 130-135页

作者：刘启宾中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

基于有限元分析软件建立12号合金钢组合辙叉单开道岔静、动力学分析模型;基于列车直、侧向过岔的动力仿真结果,确定岔区钢轨疲劳敏感区域,并提取敏感区域疲劳荷载谱;采用静力分析模型研究单位荷载下各敏感区域钢轨内部应力分布情况;基于... 详细信息

基于有限元分析软件建立12号合金钢组合辙叉单开道岔静、动力学分析模型;基于列车直、侧向过岔的动力仿真结果,确定岔区钢轨疲劳敏感区域,并提取敏感区域疲劳荷载谱;采用静力分析模型研究单位荷载下各敏感区域钢轨内部应力分布情况;基于Miner线性累积法则对岔区钢轨疲劳裂纹萌生寿命进行预测;研究列车轴重、速度对钢轨裂纹萌生寿命的影响;给出不同轴重、不同速度列车通过时岔区钢轨疲劳敏感区域裂纹萌生寿命的预测公式.结果表明:道岔不同敏感区域钢轨的疲劳裂纹萌生寿命相差很大,列车轴重及侧向通过速度对钢轨的疲劳裂纹萌生寿命有很大影响,疲劳裂纹萌生寿命随列车轴重的增加而大幅降低,随列车侧向通过速度的增加也有所降低.

关键词：铁路轨道合金钢单开道岔组合辙叉疲劳裂纹萌生寿命 Miner线性累积法则

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斜齿轮疲劳裂纹萌生及扩展过程全寿命研究

摩擦学学报 2016年第5期36卷 643-649页

作者：赵国平董辉立王春明李立毅哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001 北京精密机电控制设备研究所北京100076

文章以斜齿轮为研究对象,综合考虑混合润滑状态下摩擦动力学特性对齿面应力分布的影响以及渗碳表层硬度梯度和残余应力的非均匀分布特征,以风险疲劳累积理论为基础建立了疲劳裂纹萌生寿命预估模型;考虑裂纹在晶粒内部的非线性扩展规律... 详细信息

文章以斜齿轮为研究对象,综合考虑混合润滑状态下摩擦动力学特性对齿面应力分布的影响以及渗碳表层硬度梯度和残余应力的非均匀分布特征,以风险疲劳累积理论为基础建立了疲劳裂纹萌生寿命预估模型;考虑裂纹在晶粒内部的非线性扩展规律以及晶界处的非连续扩展特征,建立了短裂纹扩展模型;针对长裂纹扩展过程中不同阶段扩展速率的差异,建立了长裂纹扩展速率统一方程,从而完成了对齿轮接触区疲劳裂纹萌生及扩展过程全寿命的预估.计算结果表明:齿面应力分布受动载荷和润滑状态的影响显著;在残余应力作用下,有效剪切应力在渗碳表层出现多个波峰,疲劳裂纹萌生位置多点化,导致裂纹尺度有所不同,疲劳寿命存在差异,失效形式多样化.

关键词：渐开线斜齿轮摩擦动力学残余应力疲劳裂纹萌生寿命扩展寿命

多点分布载荷作用下TBM刀盘裂纹萌生寿命预测

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机械科学与技术 2016年第10期35卷 1484-1488页

作者：欧阳湘宇孙伟霍军周大连理工大学机械工程学院大连116024

隧道掘进机(TBM)是用于隧道掘进的大型复杂工程机械,刀盘是TBM的关键部件承载数十把滚刀与岩石作用。掘进时的反力和扭矩作用在刀盘上容易产生裂纹降低寿命,刀盘的寿命制约着TBM的寿命。为了研究刀盘的寿命,提出了综合运用多体动力学和... 详细信息

隧道掘进机(TBM)是用于隧道掘进的大型复杂工程机械,刀盘是TBM的关键部件承载数十把滚刀与岩石作用。掘进时的反力和扭矩作用在刀盘上容易产生裂纹降低寿命,刀盘的寿命制约着TBM的寿命。为了研究刀盘的寿命,提出了综合运用多体动力学和有限元计算刀盘动应力的一种方法并使用此方法计算了刀盘的动应力,计算结果与实测数据的均值误差仅为13%。对动应力进行统计计数并按照幅值的分布规律将其分为八级,结合材料的应力-寿命曲线对刀盘裂纹萌生寿命进行了预测,预测结果表明刀盘的裂纹萌生寿命为84天。裂纹萌生寿命预测结果可以为TBM刀盘的抗疲劳设计提供参考,也可以为安排施工检修周期提供依据。

关键词： TBM刀盘动应力萌生寿命有限元

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压弯载荷下焊趾表面裂纹工程萌生寿命预测

海洋工程 2002年第3期20卷 49-53页

作者：黄小平崔维成石德新上海交通大学船舶与海洋工程学院上海200030 哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

首先定义焊趾处从无裂纹到检测到表面裂纹长度达到 1.5mm时对应的循环次数为裂纹“工程萌生寿命”。给出了基于修正Neuber法并考虑焊接残余应力等影响的焊接结构焊趾裂纹工程萌生寿命计算方法。用成一定角度对接焊板试件和轴向加载获得... 详细信息

首先定义焊趾处从无裂纹到检测到表面裂纹长度达到 1.5mm时对应的循环次数为裂纹“工程萌生寿命”。给出了基于修正Neuber法并考虑焊接残余应力等影响的焊接结构焊趾裂纹工程萌生寿命计算方法。用成一定角度对接焊板试件和轴向加载获得压弯组合应力 ,以 980钢板焊接件为试件 ,在压弯组合应力的作用下 ,对焊趾表面裂纹萌生寿命进行了实验研究 ,确定了焊趾处的疲劳缺口系数。该结果可用于疲劳热点部位的受力特征为压弯组合应力的潜艇耐压壳。

关键词：压弯载荷焊趾疲劳缺口系数压弯组合应力萌生寿命高强度钢循环次数裂纹船舶焊接结构压力容器

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16Mn钢锐缺口疲劳裂纹萌生寿命研究

机械设计与制造 2012年第3期 231-233页

作者：王友华魏安安汪磊李艳斌高光藩常州大学油气储运技术省重点实验室常州213016

以16Mn钢为研究对象,通过带缺口试样的疲劳试验得到不同尺寸的缺口启裂时所对应的疲劳循环次数,回归得到16Mn钢的缺口启裂寿命估算公式。然后采用与真实焊缝咬边等尺寸的模拟试样,进行与实际结构等应力范围条件下的模拟疲劳试验,并结合... 详细信息

以16Mn钢为研究对象,通过带缺口试样的疲劳试验得到不同尺寸的缺口启裂时所对应的疲劳循环次数,回归得到16Mn钢的缺口启裂寿命估算公式。然后采用与真实焊缝咬边等尺寸的模拟试样,进行与实际结构等应力范围条件下的模拟疲劳试验,并结合通过应力-寿命法得到的结果进行分析比较。结果表明,试验寿命与根据估算公式计算得到的寿命非常接近,应力-寿命法得到的结果偏保守,从而为带锐缺口的在用压力容器疲劳寿命评估提供理论依据和试验数据。

关键词： 16Mn 锐缺口疲劳裂纹萌生寿命