考虑残余应力效应的深潜器耐压壳体疲劳研究

本文考虑焊接残余应力的影响,给出包含裂纹萌生和裂纹扩展全过程的载人深潜器耐压球壳疲劳寿命预报方法,分别基于局部应力-应变法和能计及负应力比效应的裂纹扩展单一曲线模型预报了耐压球壳的工艺疲劳寿命和使用疲劳寿命,研究焊接残余应力大小对球壳疲劳寿命的影响。结果表明,忽略拉伸残余应力的影响将导致疲劳寿命预测结果偏于危险;耐压球壳整体受压时,拉伸残余应力使得球壳局部区域承受拉-压循环载荷,计算使用疲劳寿命过程中须考虑其影响;降低拉伸残余应力可有效提高耐压球壳的疲劳寿命。     

钛合金疲劳小裂纹扩展行为预报方法研究

针对小裂纹扩展阶段裂纹尖端塑性区域尺寸相对于小裂纹长度是不可忽略的问题,在考虑小裂纹效应裂纹扩展速率修正模型基础上,对该模型中裂纹尺寸进行修正,即裂纹长度等于真实裂纹长度加上平面应变状态下裂纹尖端塑性区域一半;并利用修正后的模型对钛合金材料不同情况下疲劳小裂纹扩展速率和寿命进行预报,同时将预报结果与试验值比较.结果表明:修正后的预报模型对小裂纹扩展速率和寿命均有很好的预报效果.     

海上风机支撑结构的时域和频域疲劳对比研究

对海上风机支撑结构进行动力响应分析,求出结构危险节点的载荷谱和功率谱密度函数,结合疲劳损伤模型和Dirlik概率模型,分别在时域和频域内对支撑结构进行疲劳寿命分析.由于时域法计算疲劳寿命需进行应力循环计数,这一过程需处理的数据庞大,耗时长.频域法省去应力循环计数,代之以概率密度函数,可相对准确、快速地计算结构的疲劳寿命.分析结果表明,采用Dirlik概率模型的频域分析法能较准确地反映海上风机支撑结构在随机载荷作用下的疲劳损伤情况,计算结果误差在可接受范围内.     

山区双车道公路驾驶员疲劳特性研究

山区双车道公路由于地形条件限制线形复杂多变,山体及路侧植被遮挡视线的现象时有发生,增加了驾驶操作的难度和强度.导致驾驶操作频繁、精神紧张.长时间高强度、大负荷的驾驶操作极易产生驾驶疲劳,进而发生交通事故.因此,研究山区双车道公路驾驶员的驾驶疲劳特性,可为山区公路的交通安全设计和管理提供参考,预防交通事故,保证人车安全.     

预应力混凝土连续箱梁桥混凝土疲劳应力限值研究

大量预应力混凝土连续箱梁桥在服役期内发生腹板斜裂缝病害,引发了研究人员对于混凝土疲劳应力问题的探讨．结合中国的预应力混凝土桥涵设计规范与混凝土结构设计规范（GB50010—2002）、英国BSEN1992—1—1混凝土设计细则、欧洲CEB—FIPMC1990规范和美国AASHTO2004规范关于混凝土疲劳应力验算的规定,对混凝土疲劳应力验算方法进行了比较．并以某预应力混凝土连续箱梁桥为例,对各规范中混凝土疲劳验算的具体过程进行了计算与分析,验证了规范的合理性以及适用性．分析结果表明,中国规范的疲劳应力限值较国外规范偏高．在对构件进行疲劳设计时,推荐采用CEB—FIP规范提供的验算方法．     

海洋平台KK型管节点的疲劳性能试验研究

以某自升式海洋平台为研究对象,进行了空间KK型管节点在轴力作用下的疲劳性能的试验研究.通过对管节点模型的试验测试,得到了KK节点在轴力作用下沿着焊缝周围的热应力区内的热点应力分布及节点的应力集中系数,并采用S-N曲线法对KK型管节点的疲劳寿命进行估算.通过对比分析,指出了试验方法与规范计算方法在管节点疲劳性能分析上的差异性.     

旧砼路面板上沥青加铺层直道试验研究

对不同结构方案下的旧水泥混凝土路面板上沥青混凝土加铺层结构进行直道试验,分析研究了不同轴重及荷载次数作用下的接缝弯沉差、车辙变形以及路面的疲劳特性,并对比了沥青加铺材料及结构优劣性.结果表明,在不同轴载的反复作用下,所研究的新型沥青混凝土材料在接缝路表弯沉、车辙变形量和路面结构的抗剪切疲劳特性等方面都优于普通的AC-20沥青混凝土.     

开口肋正交异性钢桥面疲劳设计参数研究

为评估重庆两江大桥单索面斜拉桥正交异性钢桥面板疲劳设计参数的合理性,对由盖板、板肋和横隔板组成的箱形正交异性钢桥面板模型进行了疲劳试验和有限元分析.基于应力等效方法,对桥面板、横隔板与纵肋三向交叉部位,进行了竖向和横向双向加载试验、等效实桥疲劳应力幅值2 000万次作用疲劳试验,在此基础上,分析了3种开孔方式、构造细节、横隔板厚度及铺装层厚度等因素对疲劳性能的影响.研究结果表明:横隔板厚度和铺装层厚度对疲劳性能的影响很大;与钥匙形和圆形相比,苹果形开孔结构的主拉应力最小,为13.7 MPa,疲劳性能最优.建议开口肋正交异性板构造横隔板厚度大于16 mm,并采用苹果形开孔方式.     

基于客观测度与主观估算的出行疲劳研究

出行舒适度是影响交通方式选择的要素之一,但由于缺少合理的量化方法,其评价长期停滞于定性描述,难以科学反映不同交通方式的服务水平差异。就典型出行环节进行疲劳测定实验,采集不同情况下出行者在单位时间内的客观体能消耗及其对出行疲劳的主观感受;采用自由模量幅度估计估算出行疲劳的主观感受,并与客观体能消耗进行对比。结果显示,车辆行进方式、乘车姿势、乘客负重、车内拥挤程度等均对体能消耗有显著影响,且客观体能消耗与主观感受之间存在显著差异。最后,利用实验结果以北京市和中山市为例进行案例分析,结果表明,在交通方式选择过程中,体能消耗对出行者产生的影响不亚于出行时耗。     

半潜起重铺管船关键连接节点设计对比分析

针对半潜式起重铺管船的设计关键节点——立柱与上平台转角处,采用直接计算方法,对两种不同的设计连接形式进行分析研究。分别对两种不同连接形式在屈服强度、疲劳寿命和施工建造三个方面进行对比,得到较优的结构设计,可供相关设计者参考。