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  • 【期刊】 埋弧堆焊低合金钢熔敷金属疲劳性能研究

    刊名:焊接技术 作者:张俊宝 ; 谷雨 关键词:CAP1000 ; 堆测接管管座 ; 埋弧焊 ; 疲劳性能 机构:上海核工程研究设计院 ; 上海核工程研究设计院 年份:2017
    摘要:CAP1000反应堆压力容器堆测接管管座采用低合金钢堆焊成形,堆焊作为增材制造的最原始形态~([1])。在核电的压力容器设计上,采用堆焊结构作为结构的一个部件是不常见的,因此,本文对采用埋弧焊的堆焊方法,从堆焊结构的3个方向:垂直于焊接方向、平行于焊接方向、堆焊结构的高度方向分别进行疲劳试验。试验结果表明,3个方向的疲劳性能基本相当。
  • 【期刊】 基于电阻抗成像技术的金属疲劳损伤检测

    刊名:机械设计与制造 作者:孙亮 ; 毛汉领 ; 黄振峰 ; 李欣欣 关键词:金属材料 ; 疲劳损伤 ; 阻抗法检测 ; 电阻抗成像技术 ; 有限元 机构:广西大学机械工程学院 ; 广西大学机械工程学院 年份:2020
    摘要:电阻抗成像技术(Electricalimpedancetomography;EIT)在当今生物医学领域展开了广泛深入的研究;根据其利用材料自身的阻抗特性来表征其内部结构的基本原理;同时研究发现金属材料的疲劳损伤模型与生物组织有诸多相似之处;因此为解决金属材料损伤检测的相关问题;提出一种应用于金属材料疲劳损伤的阻抗法检测技术;根据电阻抗成像、金属材料电特性等相关理论基础;建立了金属材料疲劳损伤的数学物理模型和有限元模型;针对阻抗法成像的正问题、逆问题进行了深入研究;利用有限元仿真方法对边界电位信息进行了提取分析;介绍了基于反投影算法的动态成像技术的实现方法并进行了仿真研究;取得良好的成像效果;对45#钢材料的长方体试样进行了高周疲劳实验;并采用四端法进行微电阻测量;通过多电极模型的测量结果分析;实现了疲劳损伤位置的一维定位检测;
  • 【期刊】 基于新弹塑性模型全程模拟金属疲劳失效

    刊名:《力学季刊》 作者:王兆玲 ; 肖衡 ; 王晓明 关键词:新弹塑性模型 ; 疲劳失效 ; 全程模拟 机构:潍坊学院数学与信息科学学院 ; 潍坊学院数学与信息科学学院 ; 上海大学上海市应用数学和力学研究所 ; 省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室 年份:2016
    摘要:金属材料疲劳失效问题是工程中一类主要问题,选择合理的材料本构关系对于准确确定疲劳失效强度至关重要.本文提出一个简单形式的自由光滑新弹塑性模型,该模型在不涉及通常的屈服条件以及加卸载条件的意义上完全自由,避免了模量间断问题,且比经典模型更简单、更符合实际.结果表明,该模型可直接模拟金属材料在循环加载下直至疲劳破坏的全过程,不涉及任何损伤变量以及人为假设的失效判据,特别地,可直接模拟金属材料的高周、低周疲劳直至最终失效破坏行为.应用P92钢的相关实验数据,给出了循环加载下的数值模拟结果,结果表明,在各种加载-卸载循环情形下,随着应力幅值的增大,疲劳失效循环数减少,这与实际材料行为相一致.
  • 【期刊】 基于新弹塑性模型全程模拟金属疲劳失效

    刊名:力学季刊 作者:王兆玲[1,2] 肖衡[2] 王晓明[2] 关键词:新弹塑性模型 疲劳失效 全程模拟 机构:潍坊学院数学与信息科学学院 ; 潍坊学院数学与信息科学学院 ; 上海大学上海市应用数学和力学研究所 ; 省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室 年份:2016
    摘要:金属材料疲劳失效问题是工程中一类主要问题,选择合理的材料本构关系对于准确确定疲劳失效强度至关重要.本文提出一个简单形式的自由光滑新弹塑性模型,该模型在不涉及通常的屈服条件以及加卸载条件的意义上完全自由,避免了模量间断问题,且比经典模型更简单、更符合实际.结果表明,该模型可直接模拟金属材料在循环加载下直至疲劳破坏的全过程,不涉及任何损伤变量以及人为假设的失效判据,特别地,可直接模拟金属材料的高周、低周疲劳直至最终失效破坏行为.应用P92钢的相关实验数据,给出了循环加载下的数值模拟结果,结果表明,在各种加载-卸载循环情形下,随着应力幅值的增大,疲劳失效循环数减少,这与实际材料行为相一致.
  • 【期刊】 金属疲劳过程磁记忆信号多特征量提取研究

    刊名:现代制造工程 作者:朱达荣 ; 潘志远 ; 刘涛 ; 徐德军 关键词:磁记忆信号 ; 小波变换 ; 能量 ; 奇异性指数 ; 梯度峰值 ; 特征提取 机构:安徽建筑大学机械与电气工程学院 ; 安徽建筑大学机械与电气工程学院 ; 安徽建筑大学建筑机械故障诊断与预警技术重点实验室 年份:2018
    摘要:为明确铁磁构件疲劳过程磁记忆信号的变化规律,实现疲劳损伤的量化评估,选取带中心圆孔的Q235钢试件进行轴向拉伸疲劳试验,通过三维运动平台实现磁记忆信号的稳定连续采集,以小波变换为信号多尺度分析工具,对磁记忆信号进行降噪,并采用小波包进行磁记忆信号分解与重构,提取信号的小波包能量、奇异性指数作为特征量,得到了不同频带上相对能量分布和奇异性指数的变化规律,并将能量、奇异性指数与信号梯度峰值相结合,共同构成评估疲劳损伤的多特征量。试验结果表明:试件疲劳损伤过程中能量、奇异性指数和梯度峰值变化显著,随着循环次数的增加,低频段能量不断增加,高频段能量占总能量比例不断降低,总能量分布向低频段偏移,同时奇异性指数不断减小,而各阶段梯度峰值逐渐增加。通过能量、奇异性指数和梯度峰值的多特征量的研究可以弥补单一特征量存在的不足,研究结果可为金属构件疲劳损伤程度的评估提供技术支撑。
  • 【专利】 不会产生金属疲劳的耐用式匙环

    作者:廖伟登 年份:2016
    摘要:本发明属于一种不会产生金属疲劳的耐用式匙环,涉及机械和永磁领域。本发明的目的是提供一种锁闭效果更加理想的金属磁吸防脱不会产生金属疲劳的耐用式匙环,为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:主要包括U形件,U形件的上端设置有与弹簧配合的上扣,其特征是:上扣下端和U形件的下端设置有相对面极性相反的高斯数值高的强磁化金属环。本发明能够在高斯数值高的强磁化金属环的作用下,强化其端口处的连接强度,从而防止其松弛。本发明具有在两小块永磁体的相吸引下,锁闭钥匙环的效果更佳的优点。
  • 【会议】 多晶模型差异对金属疲劳寿命预测的影响

    作者:张克实 关键词:晶体塑性 ; 多晶模型 ; 晶粒数与单元数 ; 循环模拟 ; 细观不均匀变形 ; 疲劳指标参数 ; 金属低周疲劳寿命预测 机构:广西大学土木建筑工程学院工程防灾与结构安全实验室 ; 广西大学土木建筑工程学院工程防灾与结构安全实验室 年份:2018
    摘要:现今被广泛应用的循环疲劳寿命分析和评估方法与公式,都是建立在大量疲劳实验总结的经验基础上的。典型的如描述应力与循环寿命关系的公式(Basquin,1910),描述塑性应变与循环寿命关系的公式(Mnson,1953;Coffin,1954),以及将这两者结合的公式(Morrow,1965),这些公式都依赖循环疲劳实验在控制应力或应变条件下测得的寿命数据,并由这些数据通过数值拟合得到公式参数。人们也一直尝试建立反映材质随循环演化导致材料疲劳破坏的分析模型,如采用积累塑性应变、耗散功或连续损伤参量来描述损伤过程。这些模型对疲劳损伤产生机制有不同的解释,但它们依然需要用系列疲劳实验来标定模型参数。Zhang等(2013,2015)建立的简化材料模型将金属看为多晶集合体,模型能反映出金属的细观不均匀变形,它主要源于晶粒的各向异性、随机取向及循环塑性变形导致主应变方向的改变。在此基础上提出了用应变统计标准差和最大主应变的统计均值作为疲劳指标参数来预测疲劳寿命的方法,该方法不需进行系列疲劳实验;只需有一个应变幅下的疲劳试验结果,就预测其它应变幅下材料的低周疲劳寿命。该方法能预测疲劳寿命意味着,模型所描述的细观不均匀变形随循环增长导致金属疲劳破坏,是金属低周疲劳的主要机制。对金属疲劳,人们已研究了170年,现有评估材料疲劳特性的方法完全建立在经验基础之上。能否只用一个应变幅的疲劳试验进行其它应变幅下的材料低周疲劳寿命预测,需从不同角度和方式进行检验:Zhang的方法能否对一般金属材料适用?所建模型中晶粒构形差异以及模型有限元单元的数目是否会对预测结果有影响?若有影响,影响程度是否可能否定方法的合理性?该影响能否消除?要对模型进行全面验证不是一两篇论文可以胜任的事。本文以400°C下的镍基高温合金GH4169的对称拉压应变疲劳循环为例,用Zhang等(2013,2015)提出的应变不均匀参数作疲劳指标参数,对多晶金属低周疲劳寿命的可预测性与合理性作进一步探讨。主要开展以下工作:(1)考虑材料非均质性造成的应变不均匀性,利用构形不同、单元划分不同、随机生成的多晶代表性单元进行分析,检验模型差异对预测结果的影响以及Zhang等所建议方法的有效性与合理性;(2)对方法预测疲劳寿命(周次)的范围进行分析,检验方法在10~2~10~4寿命范围内的预测能力,并探讨其延伸至接近10~5周次寿命预测的可能性。
  • 【期刊】 超声红外锁相热像中金属疲劳裂纹的生热特性

    刊名:红外与激光工程 作者:冯辅周 ; 闵庆旭 ; 朱俊臻 ; 徐超 ; 曹维 关键词:超声红外锁相热像 ; 疲劳裂纹 ; 生热特性 ; 有限元分析 ; 理论分析 机构:南昌航空大学 ; 南昌航空大学 ; 无损检测技术教育部重点实验室 ; 装甲兵工程学院 ; 机械工程系 ; 装甲兵工程学院 ; 机械工程系 ; 北京特种车辆研究所 年份:2017
    摘要:超声红外锁相热像技术是一种将调制激励和锁相技术应用于红外热像检测的新型无损检测技术.针对缺陷生热及传热研究中存在的摩擦生热过程难以有效模拟、缺陷内部生热机理不清等理论问题,采用电-力类比方法,建立了含疲劳裂纹金属平板与超声激励系统的有限元模型,研究了调制超声激励下裂纹区域和裂纹面的生热特点,结果表明:在调制超声激励下,裂纹区域生热呈现出周期性上升的特点,因预紧力的作用,靠近激励同侧的裂纹面区域生热更明显.基于仿真分析和Green函数,建立了裂纹摩擦生热的传热理论模型,进一步探究了裂纹区域温度分布规律;最后利用被测平板上下表面温度比值(P值)对热源深度进行了估计,证明了仿真结果与理论计算的一致性.研究成果将进一步丰富超声红外锁相热像技术的理论基础.
  • 【期刊】 涡流脉冲热像检测中金属疲劳裂纹的生热分析

    刊名:红外技术 作者:孙吉伟 ; 冯辅周 ; 张丽霞 ; 闵庆旭 关键词:涡流脉冲热像 ; 金属疲劳裂纹 ; 裂纹生热 ; 裂纹尺寸 机构:陆军装甲兵学院车辆工程系 ; 陆军装甲兵学院车辆工程系 ; 中国华阴兵器试验中心 ; 中国人民解放军95944部队 年份:2019
    摘要:涡流脉冲热像技术是一种将电磁生热和红外热成像相结合的新型无损检测技术。针对金属疲劳裂纹生热研究不深入的问题,本文以含有贯穿的疲劳裂纹金属平板试件为研究对象,搭建了涡流脉冲热像检测实验系统,并建立了涡流脉冲热像有限元模型,分析了涡流脉冲热像检测中裂纹生热的规律。研究结果表明:在红外热像中,同一时刻越靠近裂纹根部的位置,温升的最大值越大;在激励过程中,裂纹区域的温升逐渐升高,当激励结束时,裂纹区域的温升则具有逐渐下降趋势,并且呈现先迅速后缓慢的下降速度。进一步揭示了裂纹尺寸对裂纹区域温升的影响。
  • 【期刊】 涡流脉冲热像中金属疲劳裂纹检测条件优化方法

    刊名:装甲兵工程学院学报 作者:冯辅周 ; 徐超 ; 闵庆旭 ; 孙吉伟 ; 朱俊臻 关键词:涡流脉冲热像 ; 检出概率 ; 热响应 ; 疲劳裂纹 机构:装甲兵工程学院机械工程系 ; 装甲兵工程学院机械工程系 年份:2017
    摘要:为了探究不同检测条件对裂纹生热特性的影响及其最优化的选择,采用控制变量法探究了提离距离、激励强度和激励时间等检测条件对裂纹区域生热的影响规律.基于检测条件对裂纹生热的影响分析,采用多元非线性回归模型估算了特定检测条件下裂纹检出概率(Probability Of Detection, POD),最终确定了检测条件的优化选择范围.上述检测条件的优化方法为涡流脉冲热像(Eddy Current Pulsed Thermography,ECPT)检测中检测方案的制定提供了理论指导.
  • 【期刊】 基于最大Lyapunov指数的金属疲劳损伤过程研究

    刊名:装备制造技术 作者:刘永坚 ; 黄振峰 ; 毛汉领 关键词:声发射 ; 疲劳损伤 ; 相空间重构 ; 最大Lyapunov指数 机构:广西大学广西制造系统与先进制造技术重点实验室 ; 广西大学广西制造系统与先进制造技术重点实验室 ; 广西大学机械工程学院 年份:2016
    摘要:建立一种基于混沌特征演化分析的金属疲劳损伤过程的监测方法,通过计算金属疲劳损伤过程声发射信号的混沌特性参数分析其疲劳损伤程度。利用声发射技术采集了金属在不同疲劳损伤阶段的声发射信号。采用C-C法计算了金属在不同疲劳损伤阶段声发射时间序列的延迟时间和嵌入维数,然后进行相空间重构。计算金属在不同时间段声发射时间序列的最大Lyapunov指数,分析结果表明:金属在不同疲劳损伤阶段声发射时间序列具有混沌特征,最大Lyapunov的变化趋势与金属疲劳损伤程度具有一定的关联,用混沌理论可以较好的揭示金属疲劳损伤过程的动力学特性,这为金属疲劳损伤程度的在线监测及预测提供了新思路、新方法。
  • 【期刊】 混合结构中金属疲劳对层合板损伤的影响

    刊名:西北工业大学学报 作者:侯赤[1] ; 周银华[2] ; 全泓玮[1] ; 万小朋[1] 关键词:复合材料连接 ; 损伤分析 ; 本构模型 ; 能量释放率 ; 疲劳损伤 机构:[1]西北工业大学航空学院 ; [1]西北工业大学航空学院 ; [2]中航工业第一飞机设计研究院 年份:2018
    摘要:针对混合结构中层合板和金属疲劳损伤耦合问题,构建了复合材料渐进疲劳损伤模型和金属材料Lemaitre疲劳损伤模型,采用唯象的弹塑性本构描述单层复合材料面内剪切非线性,基于球张量和剪切张量的应力分解方法推导了低周疲劳能量释放率计算公式。对单钉与多钉螺栓连接结构进行了疲劳损伤和寿命分析,结论表明:循环加载过程中,多钉连接结构钉载向金属搭接板疲劳硬化区域迁移,加剧了层合板局部挤压损伤,降低了层合板拉断载荷,有利于提高以拉断为破坏模式的层合板疲劳寿命。
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