摘要：为了开展铁路货车车体焊接结构的低周疲劳寿命预测,详细推导了理想弹塑性结构应变计算理论,基于计算理论进行了程序设计,并通过焊接接头试验进行了验证.进一步开展了平面应变焊接接头模型的仿真计算结果和结构应变法计算结果的对比,探讨结构应变法的使用条件.最后,将虚拟台架与结构应力变结合开展了快捷货车的低周疲劳寿命分析的工程应用.结果表明:提出的低周疲劳的结构应变方法及其计算程序,当结构应力与屈服强度的差值在150 MPa以内时,理想弹塑性结构应变计算结果与实际结果一致,能够解决铁路货车低周疲劳寿命预测问题;当结构应力与屈服强度差值超过150 MPa后,随着结构应力的增加,误差也增加.该文的研究为低周疲劳的结构应变法工程推广应用提供了良好的技术支撑.

摘要：集成排气歧管的设计使排气部分收到高低温载荷的反复冲击,因此在局部区域会产生较大的应力集中,超过材料的屈服强度,产生塑性变形,会有低周疲劳破坏的风险。本文基于有限元的方法,计算某冲击循环的瞬态温度场结果,并基于此结果进行交变工况下的应力应变分析,研究排气部位危险位置的温度、应力和应变的变化规律,并基于局部应力应变法得到该位置的疲劳寿命,为缸盖设计提供一种分析方法。

摘要：通过降低合金元素的含量设计一种低成本低合金中碳钢,研究了不同热处理工艺下的力学性能。通过控制总应变幅,对中碳钢的低周疲劳行为进行了探究。结果表明,在302℃盐浴淬火保温2 h后试验钢具有相对较高的抗拉强度,为957 MPa。随着盐浴淬火温度升高至312℃,抗拉强度下降,U型缺口冲击性能增加;再继续升高盐浴温度,冲击性能下降。随着盐浴保温时间的增加,试验钢的硬度呈下降趋势。高应变幅(0.80%)条件下,312℃盐浴淬火试验钢的初始硬化率较低;而302℃盐浴淬火具有较高强度马氏体的试验钢具有更高的低周抗疲劳强度和疲劳寿命。

摘要：光纤光栅(FBG)传感技术以其抗干扰、传感与传输一体化等优点,成为CFRP拉索智能监测重点研究方向之一。然而,传统CFRP拉索智能监测属于点式或局部传感,难以满足服役全时感知及高量程监测需求。因此,提出将长标距FBG传感技术与螺旋倾斜式技术复合,研制一种智能CFRP筋,并通过循环静力拉伸、低周疲劳(高应力状态下)与极限静力拉伸试验,探究各试验条件下智能CFRP筋的力学及传感性能和试验后性能损失情况。试验表明:智能CFRP筋应变传感性能在不同工况(15 kN、42 kN)下3次循环拉伸的线性相关系数均大于0.99,说明智能CFRP筋应变传感性能较好,具有可重复性,同时将FBG监测值与应变片监测值进行对比,表现出较好的吻合性。低周疲劳试验过程中FBG监测值与疲劳荷载变化规律一致,且监测值与理论应变上下限误差少于8%,试验过程中未出现数据异常、应变感知迟滞等现象,FBG存活率达到100%,验证了智能CFRP筋良好的应变传感性能,可实现智能CFRP筋轴向动应变的监测。在极限静力拉伸试验中,FBG最大波长变化量达13 454 pm,监测应变达到了11 000με以上,可实现智能CFRP筋更大量程应变的监测。经过3次循环静力拉伸和低周疲劳试验后智能CFRP筋的FBG监测值线性相关系数相比对照组试件有所提高,智能CFRP筋极限荷载有所降低,FBG应变监测量程受影响较小,前期试验主要对智能CFRP筋筋材造成了累积损伤。试验结果可为CFRP拉索智能监测的理论设计和研究提供重要的依据。

摘要：为保障涡轮轴在多种不确定性因素影响下的可靠性和寿命性能,建立了涡轮轴低周疲劳寿命可靠性分析与优化设计方法。搭建了涡轮轴结构分析、可靠性分析和可靠性优化设计的参数化平台,实现了设计参数的不同访问值处结构分析和可靠性分析的自主调用。提出了改进Monte Carlo结合自适应Kriging的算法(A-MCS-AK),通过多点加点和样本池缩减大幅提高了可靠性分析效率。针对极大化涡轮轴低周疲劳寿命均值和极小化涡轮轴低周疲劳寿命失效概率的可靠性优化模型,建立了基于自适应协作代理策略的类序列解耦算法。对选定涡轮轴的分析结果表明,搭建的参数化平台实现了分析数据的自主流动,提出的A-MCS-AK算法较传统的自适应Kriging结合MCS方法计算效率更高,建立的类序列解耦法实现了两种优化模型的高效求解,得到的优化方案显著提高了某型涡轮轴的寿命均值并降低了失效概率。

摘要：航空发动机轮盘长时间在交变大载荷下工作,其盘心、螺栓孔、端齿等应力集中的特征部位容易发生低周疲劳失效。为准确评估轮盘特征部位的疲劳寿命,需设计反映应力梯度的模拟件并开展相应的疲劳试验,从而为发动机结构设计提供重要依据。现有的模拟件设计方法通常保证危险点一定范围内的应力/应变分布与真实构件的一致,但这些方法对“一定范围”的定义缺乏理论依据且未能形成统一认识。为此,提出了一种临界距离范围内SWT参量分布一致的模拟件设计方法,建立了轮盘盘心、螺栓孔、端齿等危险部位的模拟件设计方法,并开展了模拟件的低周疲劳试验。将端齿模拟件100%转速对应的平均疲劳寿命与轮盘旋转疲劳试验结果对比,相对误差为7%,且均为表面薄弱晶面起裂。最后,讨论了该模拟件设计方法的稳健性。

摘要：为了获得超临界水冷堆(SCWR)候选包壳材料20Cr-25Ni的低周疲劳性能数据,为SCWR的设计、研发和工程提供技术参考,本文采用MTS809试验机开展了20Cr-25Ni在室温、500℃、650℃、800℃空气环境中的低周疲劳试验,获得了多级循环滞回曲线、循环应力-应变曲线、应力幅与循环分数关系曲线以及循环应力应变模型和低周疲劳Manson-Coffin模型参数。20Cr-25Ni的低周疲劳试验结果表明:随着温度的升高,20Cr-25Ni不锈钢管材的抗疲劳性能不断下降,在500℃、650℃显示出较明显的循环硬化。因此,在650℃以下该包壳材料具有较好抗疲劳性能,当SCWR堆芯最高温度的设计高于650℃后,使用该材料作为包壳材料需要谨慎。

摘要：综合考虑B型LNG独立舱围护系统、结构特性、支撑特点、制造安装以及船级社的具体要求,针对LNG燃料舱结构设计过程中遇到的有关温度场、各工况下低温变形、低周疲劳、振动及生产制造等技术问题展开讨论,以期更好地解决此类问题,设计建造出更安全可靠的B型燃料舱。

摘要：首先从理论研究、试验研究和有限元分析研究3个角度对埋地管道局部屈曲的研究现状进行了介绍,然后基于管道局部屈曲理论梳理、管道初始几何缺陷的试验及有限元分析3个方面,重点阐述了直埋高温热水管道局部屈曲近期的研究进展,最后以DN1400管道为例,采用CJJ/T 81-2013规程局部稳定性验算公式得到的工作管壁厚及Q235B材料进行了设计工况下的弹塑性有限元分析,结果发现管道局部进入屈服阶段,但并没有发生结构失稳,根据材料疲劳曲线推算管道在设计使用周期内满足安全运行条件。接下来,应在上述研究的基础上针对不同材质的管道,在有限元分析及全尺寸试验研究的基础上进一步优化管道壁厚的选择,提高供热管网项目的经济性。

摘要：随着国内大批火电机组达到设计寿命或寿命提前耗尽,如何系统、全面地评估老化机组的安全性与剩余寿命已成为目前亟待解决的问题。通过运行数据分析和理论计算对某电厂联合循环汽轮机中压内缸进行了剩余寿命预测,考虑了蠕变和低周疲劳2种损伤失效机理,分别利用损伤累积理论和断裂力学理论计算了汽缸的裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命。同时,基于金相检查结果评定材料的剩余寿命,现场硬度测试结果也可作为评估的重要补充。研究成果可为汽轮机部件寿命管理和检修周期的确定提供参考。