一个与载荷模拟同步进行的三峰谷计数法则

应用蒙特卡罗方法产生伪随机数来进行疲劳载荷的计算机模拟，并基于雨流法的基本原理，对“三峡谷计数法则”作了改进，提出了一种能与载荷信号的发生同步进行的统计计数的计算机算法，这使得结构疲劳寿命的估算与疲劳载荷谱的产生的同步实现成为可能。     

基于频域法的结构疲劳寿命预测方法研究

以Didik方法的雨流循环计数应力范围概率密度函数为依据，考虑长寿命区的S-N曲线，利用不完全Γ函数建立了一种宽带随机载荷谱下结构疲劳寿命计算的解析解法，为用频域法计算结构在宽带随机载荷谱下疲劳寿命提供了一种快捷方法。     

挖掘机工作装置疲劳寿命的预测

研究某液压挖掘机的疲劳失效,利用ANSYS软件分析工作装置的静态力学,确定实测疲劳应力关键点。根据实测数据信号分析应力谱,编制载荷谱,基于Miner疲劳损伤理论估算挖掘机动臂的疲劳损伤和寿命。计算结果表明:挖掘机动臂的疲劳寿命模拟结果与实测数据基本一致,预测结果可为挖掘机疲劳寿命预测提供数据参考。     

基于谱载荷的高速列车转向架的疲劳强度

为了有效地预测高速列车转向架构架的疲劳强度或寿命,提出了一种基于试验谱载荷的疲劳强度预测方法.这种方法是用雨流计数法对UIC515-4和UIC615-4规定的构架疲劳强度试验载荷和载荷循环次数进行分级,用有限元法确定构架在每级载荷作用下的应力分布,将多轴应力转化为单轴应力,根据Palmgren-Miner线性累积损伤准则计算构架的等效应力,利用S-N疲劳曲线预测构架的疲劳强度或寿命.算例表明,采用该预测方法计算的高速列车转向架构架的疲劳强度与现有文献的结果一致.     

高速动力车轴应力谱分析及疲劳寿命可靠性预测

结合车辆系统在随机轨道谱激励下的动力响应与疲劳强度理论,以"中华之星"高速动力车轴为例,建立了动车系统的非线性动力学模型,仿真车辆在典型线路上的运行特性,获取作用于轮轴上的随机载荷谱。引入车轴材料的非线性本构关系,进行轮轴的有限元分析,得到车轴关键部位的应力时间历程,对其进行统计分析后得到各危险点的应力谱。在此基础上,运用局部应力应变法和累积损伤理论进行了车轴疲劳寿命估算和可靠性分析,得到不同可靠度下的疲劳寿命。当可靠度为0.9时,其疲劳寿命为16年。     

基于实测应变的江阴长江大桥钢桥面板疲劳寿命评估

基于实测应变,对江阴长江大桥正交异性钢桥面板构造细部疲劳寿命评估进行研究。利用实桥布设的应变传感器获取应变时程数据,处理成应力时程数据后,结合雨流计数法技术,得到"日应力谱"和"标准日应力谱"。利用标准日应力谱数据和相关疲劳规范,研究江阴长江大桥钢箱梁的疲劳寿命等问题。实桥实测数据分析表明,日应力谱和标准日应力谱分布具有相似规律。应变传感器记录的数据量很大,计算机常常由于硬件限制无法对长时间段的数据进行处理。研究表明,在计算实桥钢桥面板构造细节疲劳寿命时,利用"标准日应力谱"方法可较好地解决此问题。     

基于谱载荷的高速列车转向架构架的疲劳强度

为了有效地预测高速列车转向架构架的疲劳强度或寿命，提出了一种基于试验谱载荷的疲劳强度预测方法．这种方法是用雨流计数法对UIC515-4和UIC615-4规定的构架疲劳强度试验载荷和载荷循环次数进行分级，用有限元法确定构架在每级载荷作用下的应力分布，将多轴应力转化为单轴应力，根据palmgren-Miner线性累积损伤准则计算构架的等效应力，利用S-N疲劳曲线预测构架的疲劳强度或寿命．算例表明，采用该预测方法计算的高速列车转向架构架的疲劳强度与现有文献的结果一致．     

波浪载荷下海中观光塔铸钢节点疲劳强度验算

为正确估算铸钢节点的疲劳寿命,以杭州湾跨海大桥海中平台观光塔为例,提出了波浪载荷作用下铸钢节点疲劳强度的验算方法.采用统计学方法,将波浪载荷视为平稳随机过程,按修正的皮尔逊-莫斯柯维奇谱建立波浪的功率谱密度函数;采用谱分析方法计算应力响应功率谱,并归纳其概率特性;通过近似计算和选取性能相近材料的参数,计算获得了危险点的疲劳极限,并对危险点的疲劳强度进行了验算.结果表明:该观光塔危险点疲劳强度的安全系数可以达到3.     

疲劳载荷随机应力功率谱优化设计

针对高加速寿命试验中的随机振动环境应力,以频谱不规则因子为目标,优化设计出一种能高效激发试件疲劳缺陷的随机应力载荷功率谱。首先通过分析频谱不规则因子对载荷应力疲劳激发效能的影响,确定频谱不规则因子的优化方向。然后通过变换将该优化等价成为一个二次规划问题,但是该二次规划的系数矩阵非定,算法不能收敛。于是利用泛函理论中的有限维空间的泛数等价理论和关于谱半径的Perron-Frobenius定理,推导得到一种较优的随机应力功率谱,优化结果与工程实际经验相符。该分析方法可为工程中类似的泛函极值和优化问题提供借鉴。     

高速动车组受电弓上臂横梁部件抗疲劳性能

通过动力特性试验分析了两种设计方案受电弓上臂横梁部件的抗疲劳性能.在动车组时速350km/h的情况下,测试了受电弓上臂横梁部件关键部位的动应力.对各个测点的应力时间历程进行统计,得到了相应的均值、方差、最大值和最小值.对比两种方案的动应力统计特征值表明,方案二上臂横梁的结构强度特性优于方案一.采用雨流计数法编制了各测点的八级应力谱,并采用Goodman公式进行了对称化修正.结合铝合金材料的S-N曲线,采用Miner线性累积损伤理论预测了两种横梁部件的疲劳寿命.对比结果表明,方案二受电弓横梁部件的疲劳寿命明显提高.     

应力谱软件编制及其在数据分析中的应用

应力谱监测是桥梁结构安全监测系统中一个部分,在数据分析中有重要作用。在应力谱的编制中,作为主要部分的雨流计数法由于比较符合疲劳损伤规律,目前应用较广泛,但尚未在桥梁结构健康监测系统的在线数据分析工作中得到应用。为此,该文根据雨流法的原理和改进算法,编写了应变时程的雨流计数程序,并将润扬大桥结构安全监测系统输出的应变时程数据进行在线计算,得到了桥梁相关构件的应力谱,为系统数据分析工作提供了重要依据。新开发的软件作为润扬大桥结构安全监测系统的一部分,能够对系统在交通等随机荷载下实时采集的应变时程数据进行分析,并由获得的应力谱得到润扬大桥相关构件的应力状况。     

疲劳失效的连续损伤力学估算方法

在连续损伤概念的基础上给出了疲劳失效寿命估算的一种工程实用方法，该方法可以计算多级疲劳载荷谱作用下的疲劳寿命，也可以用于估算不同温度和应变速率作用下的疲劳寿命，计算结果与实验数据的比较表明，该方法是切实可行的。     

改进的雨流法实时计数模型

通过在数据处理流程中加入数据对接处理算法,解决了发散收敛波问题,得到一种改进的雨流法实时计数模型.其计数简单,计数时不需要得到完整的应力时间历程,也不需要在计数前对应力时间历程作任何调整或修正,实现了应力循环的实时计数.该模型已应用于高速动车组应力谱数据处理之中.     

转K6型转向架变刚度弹簧组的疲劳寿命分析

对转K6型变刚度弹簧组的疲劳强度进行了理论分析,利用名义应力法对疲劳寿命进行了估算,利用考虑实际重车载荷下的“当量挠度法”对疲劳强度进行了校核,同时进行疲劳试验对理论分析进行了验证.     

估算谱载荷下疲劳寿命的一种新方法

提出了一种新的估算谱载荷下疲劳寿命的工程当量等幅载荷公式近似方法。该算法只需要以等幅试验结果为基础,简便实用;同时又能够反映变幅疲劳的基本特性。试验评估结果表明,该方法的估算精度及适用性优于传统的Miner法则等其他4种理论。     

用双缺口板试件估算锅炉汽包疲劳裂纹形成寿命的研究

本文提出了用双缺口板试件在常温下的疚劳裂纹形成寿命,估算锅炉汽 包疲劳裂纹形成寿命的新方法。文中用弹塑性有限元法对缺口试件进行 了分析,还用局部应力一应变法对缺口试件的裂纹形成寿命进行了估算, 其结果与试验寿命相差在系数为2的范围以内。同时还研究了变幅低周 疲劳下缺口试件和锅炉汽包的损伤,并考虑了平均应力的影响。      

基于等效结构应力的不锈钢车体点焊接头疲劳寿命预测

采用等效结构应力法研究不锈钢车体点焊接头疲劳寿命.首先,在研究点焊接头的失效模式、结构应力计算方法的基础上,归纳总结了基于等效结构应力法进行点焊接头疲劳寿命预测的技术路线;其次,建立某不锈钢车体包括点焊接头在内的有限元模型,依据EN12663-1∶2010标准中提供的车体疲劳载荷谱,分析了主横梁与底架边梁区域的点焊接头结构应力分布规律,并对这些焊点进行了寿命预测;最后,采用改变焊点数量和布置及增加板厚的方式,使点焊接头疲劳寿命提高了3.87E+06.     

基于核密度应力谱外推的转向架构架疲劳寿命评估

提出了一种基于多样本核密度应力谱外推的疲劳寿命评估方法,研究了核密度估计中的最优带宽与核函数的确定问题,采用灰色关联度分析方法对应力谱的外推优度进行量化评价与检验,并讨论了疲劳寿命评估的相对误差与外推倍数之间的关系;为了验证方法的正确性与可行性,以某转向架构架转臂定位安装座焊缝附近某测点为研究对象,选取了该测点在车轮分别处于镟轮初期、中期和末期时的3组动应力测试数据,进行多样本核密度应力谱外推与疲劳评估。研究结果表明:基于最小渐近均方积分误差的概率密度函数拟合优度良好,所研究的4种核函数类型中,基于Epanechekov核函数外推的相关性最好,相关系数为0.99,较其他3种核函数提高了0.01%~0.12%,基于Circular核函数外推的一致性最好,灰色关联度为0.592 0,较其他3种核函数提高了0.17%~0.32%;基于多样本核密度应力谱外推10倍后的疲劳评估寿命相比基于线性外推的评估寿命减少了1.15%;当应力谱外推至全寿命周期时,基于核密度外推所评估的安全运营里程减少了6.45%。可见,基于核密度应力谱外推的疲劳寿命评估更偏于安全,能保证车辆结构的安全服役。      

多级载荷谱下的低周疲劳损伤演变方程及寿命估算

付加拿大Bui一Quoc教授提出的连续损伤法进行了讨论,并衬低周疲劳下的损伤演变方程重新进行了推导和修正。修正后的损伤演变方程适用于多级载荷谱下的低周疲劳寿命估算,而不必引入所谓的变载时的“交互作用影响参数”。修改后的模型不仅思路更加明确,而且在应用上也更加方便了。 本文用文献〔1〕中提供的304不转钢分别在三级、五级递增以及递减疲劳载荷谱下的实验结果进行了验证。结果表明,修改后的损伤演变方程能较好地预测多级载荷谱下的材料刹余寿命。      

车辆转向架承载构件疲劳强度评估及寿命预测方法研究

本文对车辆转向架主要承载构件的疲劳强度评估和寿命预测方法进行了系统研究。针对焊接结构和铸钢结构的不同疲劳特点采用了两种不同的评估方法。对焊接结构主要借鉴《ＥＣＣＳ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ Ｆｏｒ ｔｈｅ Ｆａｔｉｇｕｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｓｔｅｅｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ》进行疲劳评估研究，对铸钢结构则采用局部应力应变法和断裂力学法以估算寿命值来评估其疲劳强度。文中对上述方法的主要原理及在