摘要：3D打印,又名增材制造(Additive manufacturing,AM),因其得天独厚的自由成形能力极大地满足了高端装备和构件对高集成性、多功能性、轻量化、一体化的需求,被认为是制造领域的颠覆性技术。因而,3D打印材料在航空航天等领域得到极大关注和初步应用。然而,与传统制造技术相比,3D打印制备的材料在循环载荷下的疲劳性能普遍较差,严重制约了其作为结构承力件的广泛应用。因此,如何提升3D打印材料与构件的疲劳性能是国内外学术界与工程界热切关注的焦点问题。

摘要：与传统金属材料/小尺寸疲劳试样不同,焊接结构具有其独特的疲劳特性:裂纹萌生周期短、疲劳寿命主要消耗在裂纹扩展阶段、焊接结构疲劳具有尺寸效应,这些因素导致了动载荷应力幅值为焊接结构疲劳失效的第一驱动力。基于有限元分析的无网格敏感性结构应力法,可有效描述焊接接头位置的动载荷应力。该方法结合国际疲劳设计标准中S-N曲线族与裂纹扩展速率关系,提出一条能够统一描述不同几何形式、不同板厚接头疲劳行为的Master S-N曲线。该方法在2003年SAE"Fatigue Challenge"焊接结构疲劳预测挑战中获得最准确的结果,并已纳入ASME FFS-1标准等国际标准。结构应变方法则是在结构应力方法基础上提出,可以进一步统一描述不同材料焊接构件的高/低周疲劳性能的疲劳评估方法。该方法采用Master E-N曲线将高周疲劳与低周疲劳分析方法统一。目前此方法已经应用于轨道交通、正交异性桥、重型装备等大型复杂焊接结构的疲劳设计与服役寿命预测中,可量化分析焊接变形、焊缝尺寸、熔透率等因素的影响,实现针对复杂焊接结构/接头的抗疲劳设计。

摘要：介绍了目前现行的抗疲劳设计方法,认为名义应力疲劳设计法适用于航空电子设备结构设计。通过实际设备有限元仿真分析,得到其加速度响应,根据箱体最大加速度响应处的固有频率,确定最大响应振动次数,以此判断选用何种名义应力疲劳设计方法。计算出设备耐久振动的最大应力,用名义应力疲劳判据校核其疲劳强度。

摘要：首次针对铝合金十字接头的疲劳失效模式开展研究.借助有限元分析与疲劳试验相结合的研究手段,首先将传统的热点应力(HSS)与研究中的等效结构应力(equilibrium equivalent traction force/EETS)的应力集中系数对比,证实了EETS分析结果的网格不敏感性.基于此,深入分析十字接头连续板厚度、接头熔深以及加载跨距对焊趾与焊根处应力的影响,并提出有效结构应力(effective traction force)计算焊根开裂角度.结果表明,焊趾处等效结构应力不受连续板厚度、加载跨距与熔深的影响,而在焊根处,各个因素影响不一.疲劳试验与解析预测结果高度一致,承载十字接头焊根开裂角度并非45°.十字接头的抗疲劳设计需综合考虑接头几何特征与焊接质量,必须满足焊趾处等效结构应力(Ss,toe)高于焊根处等效结构应力(Ss,toe).

摘要：传统疲劳设计方法往往偏重于可靠性而忽略成本因素 ,同时对下游生产及使用中的噪声缺乏足够的考虑。针对此不足 ,提出用稳健技术进行疲劳设计。讨论了抗疲劳稳健设计的信噪比计算式 ,并以此应用到轴的疲劳设计 ,取得了较好效果。

摘要：复杂的交变载荷、特殊的结构形式和高强度钢的大量使用使小水线面双体船连接桥结构的疲劳强度问题尤为突出。针对此问题,研究在整船有限元分析的基础上,采用子模型法对SWATH船支柱体高应力集中区域的典型节点进行基于Miner线性累积损伤理论和Weibull分布连续模型的疲劳强度分析。并通过有限元分析软件Ansys及其参数化编译语言APDL建立该典型节点的参数化子模型,结合以表征结构疲劳寿命的累积损伤度和影响疲劳强度的形状和尺寸参数建立的优化模型进行优化设计研究。算例结果表明,该方法能够在提高结构疲劳强度的情况下,提出结构重量较轻的节点形状和尺寸方案,为此类结构的抗疲劳设计提供参考。

摘要：基于转向架承载特征,确定了摇枕结构疲劳强度分析载荷,获得了结构在各计算工况下的应力分布,计算焊缝坐标系下的应力分量。根据DVS 1612标准提供的方法,确定了各应力分量的材料利用度和综合材料利用度,评估了摇枕结构的疲劳强度。分析结果表明,横向止挡座与摇枕下盖板间焊缝的疲劳强度主要受垂直于焊缝方向的应力影响,其余应力分量对结构疲劳强度的影响较小。结构强度试验验证了抗疲劳设计方法的有效性。

摘要：为给我国公路桥梁正交异性钢桥面板抗疲劳设计提供参考,从疲劳荷载、疲劳细部分类及疲劳验算公式等方面对比AASHTO、Eurocode 3规范,并分别应用2本规范对我国一座公路桥梁的正交异性钢桥面板进行疲劳验算。结果表明:针对公路桥梁正交异性钢桥面板的抗疲劳设计,AASHTO、Eurocode 3两本规范在设计思路、细部分类、验算公式等方面基本一致,参考其对我国公路桥梁正交异性钢桥面板进行抗疲劳设计是可靠的,鉴于Eurocode 3对正交异性钢桥面板的疲劳细部规定更全面,参考Eurocode 3对公路桥梁正交异性钢桥面板进行抗疲劳设计较为合适。

摘要：小水线面双体船结构形式特殊,结构疲劳问题突出。针对小水线面双体船特殊的结构形式,利用有限元方法对小水线面双体船典型舱段结构应力分布情况进行研究,得到了舱段结构高应力区域所在的位置;对板厚、结构形式、加强方式等影响船体结构节点应力的相关因素进行了详细的比较分析,提出了小水线面双体船典型节点抗疲劳设计方法;并利用该方法对1350t典型小水线面双体船进行节点形式优化设计,为小水线面双体船的抗疲劳设计提供参考依据。

摘要：利用基于断裂力学原理的结构应力法对快捷货车焊接摇枕进行抗疲劳设计,使摇枕在设计阶段具有良好的疲劳性能.首先,建立含焊缝的某快捷货车焊接摇枕实体有限元分析模型,并依据EN 13749:2011标准建立摇枕疲劳分析工况;其次,在主要载荷作用下对焊接摇枕焊缝进行主应力和结构应力分析,进而确定摇枕评估焊缝位置及焊缝的评估方法;再次,在疲劳工况作用下利用ASME—2015标准中结构应力法对焊接摇枕焊缝进行疲劳评估.结果表明:旁承盒与上盖板间的环焊缝7和横向止挡座与下盖板间的环焊缝11疲劳累积损伤较大,累计损伤值分别为0.807和0.74.对环焊缝11进行缓解应力集中的局部结构抗疲劳设计,使焊缝疲劳累积损伤降低39.78%;最后,基于摇枕焊缝应力集中分析结果和焊接结构设计经验,总结出焊接摇枕的抗疲劳设计原则.