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相似文献
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1.
非比例附加强化效应对多轴低周疲劳寿命有着显著影响,其中加载路径引起的非比例度和材料自身的非比例特性是描述非比例附加强化效应的关键因素。论文结合相位角和应变比引起的非比例度提出了简单直观的新路径非比例度;引入了材料静态强化系数代替诸多临界平面模型中的非比例附加强化系数,避免了复杂的试验过程和数据拟合引入的误差,反映了无明显附加强化效应材料自身的非比例特性;综合路径和材料因素的影响提出了新的非比例因子,结合临界平面法建立多轴低周疲劳寿命预测模型,预测了13种材料的多轴低周疲劳寿命。通过与试验数据比较表明,基于新非比例因子建立的多轴低周疲劳寿命预测模型具有较高的预测精度和材料适用性。  相似文献   

2.
在恶劣海况中伴随着多轴高应力、低循环交变载荷作用下,船体结构不仅会出现多轴低周疲劳破坏,而且还存在着明显的累积塑性破坏。本文通过实验研究在双轴非比例低周疲劳载荷作用下,材质为Q235钢的船体斜裂纹板累积塑性损伤行为,提出双轴非比例低周疲劳载荷下基于累积塑性的裂纹板双轴非比例低周疲劳寿命预测模型。通过分析不同双轴非比例低周疲劳载荷下裂纹板的应力应变迟滞回线,重点探究不同双轴比、应力比和相位差等对低周期疲劳累积塑性变形的影响。研究结果可为准确评估在双轴非比例低周疲劳作用下船体结构断裂破坏行为提供重要依据。  相似文献   

3.
为揭示三维编织复合材料船舶轴系在疲劳加载后剩余强度演化规律,在细观尺度下,基于渐进损伤方法,引入三维编织复合材料各组分疲劳失效、静拉伸失效的判定条件,考虑三维编织复合材料在疲劳加载过程中纤维束结构变化,建立一种三维编织复合材料疲劳加载后剩余强度预测模型。开展了三维编织复合材料平板试验件拉-拉疲劳后的拉伸试验,得到了循环数分别为25%、50%、75%后的剩余强度试验数据。预测模型的计算结果表明:剩余强度的预测值与试验值误差小于10%,相应循环数下试验件实际测量尺寸与计算尺寸误差小于5%,预测结果具有较高精度,说明了预测模型的有效性。  相似文献   

4.
恶劣海况中在多轴高应力、低循环交变载荷作用下,船体结构不仅会出现多轴低周疲劳破坏,而且还存在着明显的累积塑性破坏。应变强度因子ΔKε、J积分是评估船体结构二轴低周疲劳裂纹扩展断裂失效的重要控制参数。本文重点研究了二轴低周疲劳载荷作用下船体裂纹板的累积塑性规律以及二轴低周疲劳裂纹断裂参数。利用有限元数值模拟分析了二轴低周疲劳载荷下不同平均应力、应力幅和二轴应力比等相关因素对应变强度因子、J积分的影响,为正确评估船体裂纹板二轴低周疲劳裂纹扩展断裂行为提供了基础。  相似文献   

5.
焊接结构多轴疲劳寿命预测结构应力法   总被引:2,自引:0,他引:2  
海洋工程焊接结构形式复杂且遭受随机波浪载荷作用,焊接接头多数处于多轴疲劳状态,而目前工程上主要采用基于单轴疲劳理论和试验的方法预测结构的疲劳寿命。为了提高焊接结构疲劳寿命预测的准确性,文章提出了一种评估焊接接头疲劳强度的新型结构应力法,并与临界面理论相结合,能够用于实际焊接结构的多轴疲劳寿命预测。通过对国际上已公开发表的疲劳试验数据进行有限元分析,证明了文中提出的结构应力法比传统的热点应力法具有更高的精度,以及该方法应用于焊接结构多轴疲劳寿命预测的可行性。最后,应用该方法对一个T型管节点进行了多轴疲劳寿命计算。  相似文献   

6.
针对无码头浮式传输系统中的非粘接内波纹柔性管道结构多轴疲劳问题,构建了随机载荷作用下的多轴疲劳分析方法,将管道水动力载荷与应力张量计算结果匹配叠加获得应力变化时程,基于临界平面法计算多轴疲劳寿命。以无码头浮式传输系统在某海域的应用为例,对比讨论了多轴与传统单轴疲劳分析方法,揭示多轴疲劳分析方法在解决非粘接内波纹柔性管道疲劳问题中的机理和优势。相比于传统单轴疲劳分析中不同载荷形式下的最大应力值叠加的基本假设,论文构建的多轴疲劳分析方法采用遍历疲劳热点区域所有单元节点的方式对其应力张量进行组合叠加,提高了最小疲劳寿命值及其环向位置计算的准确性,可为解决复杂海洋管道结构的多轴疲劳问题提供参考。  相似文献   

7.
失效准则在船舶碰撞破坏中的应用研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
船舶结构冲击破坏一直都是学者们研究的重点,而碰撞破坏是船舶结构在生命周期内最有可能遭受的冲击破坏形式。因为船舶惯性质量大,在很低的速度下,碰撞也会造成船舶损毁的严重后果。作为判定结构是否失效的关键依据,失效准则对碰撞仿真分析结果的准确性有着至关重要的影响。本文针对典型的船体双层壳结构,结合试验数据,对比尖刀型撞头碰撞仿真下双层壳结构的塑性变形,对碰撞有限元模型及材料本构参数进行验证。在此基础之上重点研究GL、RTCL和JC工程上3种常用金属延性失效准则在碰撞破坏仿真分析中的应用。结果显示:板壳结构在碰撞载荷下,撞击中心的应力三轴度在0.3~0.6之间,考虑应力三轴度的RTCL和JC失效准则更能真实反应板的撞击破坏。而船舶碰撞多属于低速碰撞,应变率效应影响较小。  相似文献   

8.
电机轴结构优化设计   总被引:1,自引:0,他引:1  
对Y系列三相异步电机的电机轴疲劳断裂原因进行了分析,选用了两种材料两种热处理方案估算电机轴的疲劳应力,并用ANSYS软件模拟疲劳应力,从而对电机轴的结构进行了优化设计,提高了电机轴的疲劳寿命.  相似文献   

9.
土石混合体的非均匀性决定了其在等应力(柔性)以及等位移(刚性)两种加载方式下的力学性能的不同。基于CDEM软件及块石随机生成算法,分别采用等应力和等位移两种加载方式,对土石混合体的单轴压缩进行了数值分析,得到了不同加载方式下土石混合体单轴抗压强度随含石率的变化曲线。结果表明:1)土石混合体等应力加载的抗压强度较等位移加载的抗压强度低,且随着含石率的增加,两者差异逐渐增大;2)两种加载方式下,土石混合体的单轴抗压强度随着含石率的增加而增加,且含石率超过30%后强度增加速率加快;3)随着含石率的增加,土石混合体的宏观应力应变曲线呈现强化趋势。  相似文献   

10.
针对经常出现切口的船体结构节点连接处这一疲劳严重部位设计了一种切口试件。采用试验和数值计算方法研究切口节点在恒幅(CA)疲劳载荷下的疲劳特性。首先进行切口试件系列疲劳试验得到典型工况下的疲劳寿命值;然后引入基于损伤力学理论建立疲劳损伤演化模型,推导模型的迭代公式,采用非线性拟合方法拟合试验数据,得到损伤演化模型的相关参数;最后采用用户子程序技术建立疲劳损伤与单元刚度耦合算法进行有限元分析并将仿真结果与试验得到的疲劳寿命进行对比。结果表明:采用损伤-刚度耦合的仿真方法的分析结果与试验结果符合较好。  相似文献   

11.
胡奇  解德 《船舶工程》2013,35(Z2):40-43
基于挪威船级社《Fatigue Assessment of Ship Structures》(2010),考虑由装载与卸载而引起的低周疲劳,对FPSO船体易发生疲劳破坏的部位进行疲劳寿命评估。采用简化分析法计算由波浪弯矩产生的全局应力与内外水压力产生的局部应力,以及在装卸载过程中产生的应力范围,然后通过S-N曲线计算结构的疲劳寿命。结果表明,不同校核部位的低周疲劳对其疲劳寿命的影响不同,而且这种影响与低周疲劳的次数有关,最后分析产生这些结果的原因。  相似文献   

12.
本文研究2种典型结构形式半潜平台在不同海域结构应力长期分布特征。对比中国南海典型波浪散布与墨西哥湾典型波浪散布特征,计算两海域平台结构应力响应,得到平台结构应力范围长期Weibull分布形状参数。中国南海典型环境条件对于双下浮体式半潜平台结构波浪应力长期Weibull分布形状参数不大于1,对于环形浮箱半潜平台结构波浪应力长期Weibull分布形状参数不大于1.05,为针对中国南海应用简化疲劳分析方法分析半潜式平台结构疲劳寿命提供依据。同时,计算得到两类典型半潜式平台在墨西哥湾典型环境条件下结构波浪应力长期Weibull分布形状参数值不大于0.8的结论,证实对于半潜式平台的疲劳设计,南海疲劳海况较墨西哥湾海况更恶劣。  相似文献   

13.
This paper presents experimental assessment of crack growth rates of S355J2+N steel in a corrosion fatigue environment similar to what is experienced on offshore wind farm monopile structures under various cyclic load frequencies in order to assess the effect of cyclic frequency of the applied loading within a frequency range pertinent to the structure. Fatigue crack propagation behaviour in this test programme is evaluated through fatigue tests on six compact tension test specimens in air and in laboratory simulated seawater under free corrosion condition. Fatigue crack lengths were monitored by back face strain (BFS), DCPD and ACPD. A regression model was derived through the BFS method to express strain values as a function of crack length to width ratio. The effectiveness of BFS method is particularly demonstrated in the simulated marine environment. Within the range of test frequencies, crack growth rates in simulated seawater when compared to the equivalent air test revealed environmental reduction factors of 2 and 4 at lower and higher values of stress intensity factors respectively. Significant difference in the results of the seawater test frequencies is discussed.  相似文献   

14.
范庆 《江苏船舶》2006,23(1):11-13
简述了船舶疲劳裂纹的萌生和扩展的过程及特征,介绍了3种估算结构疲劳寿命的方法,并探讨了这几种方法各自的优缺点。  相似文献   

15.
随着航运市场前几年的爆炸式发展,一个暗藏着的风险摆在了面前.蜂拥而起的中小船东,戍勾大批老旧船的接棒者.管理资质、枝术力量、人力资源、资本实力相对落后的中小船东使这一大批老旧船成为航运市场的安全隐患.特别是随着航运市场的急剧降温,中小船东在市场竞争空前残酷的背景下普遍不肯加大对船舶维护保养的投入,在技术性减员和市场性减员的双重压力下,老旧船船员繁重的工作量和船舶配员的相对不足,使得船员疲劳问题对船舶及人员安全的威胁日益突显.  相似文献   

16.
基于疲劳曲线,考虑应力范围的随机性,获得结构疲劳寿命所服从的分布,计算出期望寿命的可靠度.以非线性Morlet小波基作为激励函数形成神经元,结合小波与神经网络的优点,建立小波神经网络模型,从而得到应力范围、结构疲劳寿命及可靠度之间的关系,用于预测某应力范围下所期望可靠度的疲劳寿命,或者所期望疲劳寿命的可靠度.  相似文献   

17.
狗骨形试样具有中间等截面段试验有效区。采用悬链线代替圆弧线的轮廓方程,获得了狗骨形试样的解析计算方法。分析结果表明,试样初始尺寸在一定范围内取值时轮廓方程代替所引起的误差控制在3%以内。可通过增大变截面段长度或粗、细端的半径比来缩短试样长度,但增大变截面长度会降低试样位移应力系数。尽管狗骨形试样的位移应力系数不如沙漏形试样,但狗骨形比沙漏形更节省试验材料,而且其位移应力系数也足够满足试验要求。铝合金6063的超声疲劳试验表明,狗骨形试样的设计等式是可行的。铝合金6063的S-N曲线呈现持续下降的趋势,其疲劳裂纹扩展以剪切方式进行,并且呈现裂纹表面萌生机制。疲劳源区与裂纹扩展区之间存在明显的台阶。  相似文献   

18.
Ships belong to those welded structures which are prone to fatigue due to high cyclic loads. Different approaches exist for the fatigue strength assessment which are varying between the industrial sectors. Therefore, deeper fatigue strength investigations were performed in Germany within an industry-wide joint research project aiming at the harmonization of the approaches. Regarding ship structures, two types were selected for full-scale tests. The first concerned web frame corners being typical for roll-on/roll-off ships (ro/ro) ships, from which three models were tested under constant amplitude loading. The second type was the intersection between longitudinals and transverse web frames, which recently showed fatigue failures in containerships. Five models were tested, three under constant and two under variable amplitude loading. All tests showed a relatively long crack propagation phase after first cracks had appeared, calling for a reasonable failure criterion. For the numerical analysis, the structural hot-spot stress as well as the effective notch stress approach have been applied. The latter allows the consideration of the weld shape which could partly explain differences in the observed and calculated failure behaviour. Another factor is the distribution of welding-induced residual stresses, which obviously affected the failure behaviour in the web frame corner as well. Insofar the investigations give a good insight into the strength behaviour of complex welded structures and into current problems and opportunities offered by numerical analyses.  相似文献   

19.
用ansys有限元分析软件对各轮胎吊车的车架部分进行分析,主要是疲劳强度计算.根据《港口起重运输机械设计手册》给出的疲劳许用应力基本值与应力集中情况等级和工作级别的关系、起重机工作级别与利用等级的关系和疲劳许用应力计算公式,对车架的应力集中部分进行疲劳强度计算.  相似文献   

20.
蒸汽冷却器是采用直流锅炉的船用蒸汽动力装置的关键设备,主要用于保证直流锅炉汽水系统启停和低负荷工况稳定运行,其安全可靠运行直接关系到整个动力装置的安全可靠性.本文在对蒸汽冷却器传热管进行适当简化的基础上,利用ANSYS软件对蒸汽冷却器的2种载荷工况进行了有限元分析,计算出了每根传热管各个部分的动态应力应变特性,并根据其材料的低周疲劳应力--寿命曲线,对传热管的疲劳强度进行了校核,可以为蒸汽冷却器设备的设计、运行及使用提供技术指导.  相似文献   

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