舷外海水动压力和货物压力非对称特性的讨论

舷外海水和舱内货物对舷侧和船底结构的动压力是船体承受的非常重要的疲劳载荷。在船体结构疲劳强度校核中,为合理选择校核点并准确计算疲劳损伤,必须掌握其变动范围及其分布形式。由于液体压力和货物压力的单向性质,舷外海水动压力和货物舱内压力的变动是非对称的。文中讨论了舷外海水动压力和舱内货物压力的非对称特性,在此基础上给出了舷外海水动压力范围和舱内货物压力的定义,指出了舷外海水动压力范围最大值出现的位置。     

失效途径疲劳失效概率计算的一阶方法的改进

失效途径的疲劳可靠性分析是复杂结构系统疲劳可靠性分析的基础和关键,目前常用的方法是一阶可靠性方法（FORM）,由于没有考虑失效单元极限状态超曲面之间的相关性,易引起较大的计算误差。本文从分析失效单元极限状态超曲面的相互关系入手,提出了失效途径中各失效单元极限状态函数检验点新的选择准则,对一阶可靠性方法进行了改进。算例表明,本文提出的改进方法有效地提高了失效途径疲劳失效概率的计算精度。     

钢桥面板纵肋与横隔板焊接细节疲劳开裂的加固研究

为研究钢桥面板疲劳开裂部位栓接角钢的加固方法,采用足尺模型试验对纵肋与横隔板焊接细节疲劳裂纹的加固效果进行研究,采用ANSYS建立了含有疲劳裂纹的有限元模型,并基于断裂力学理论对比研究疲劳裂纹不同长度条件下的加固效果. 研究结果表明:纵肋与横隔板焊接细节的疲劳裂纹起裂于焊趾并沿纵肋腹板扩展,采用栓接角钢加固后可以使开裂部位关键测点的主拉应力和裂尖各测点的应变分别降低56%和80%,能够有效抑制疲劳裂纹的扩展;栓接角钢加固后裂尖的应力强度因子幅值最少降低80%,裂纹扩展速率显著降低;对贯穿纵肋腹板前不同长度的疲劳裂纹进行加固,裂尖应力强度因子幅值均降低60%～90%,但随着疲劳裂纹长度的增加,栓接角钢的加固方法对裂纹扩展的抑制效果不断降低,加固时机的合理选取是影响加固效果的关键因素之一.      

基于小滚轮高频激励的高速列车齿轮箱箱体振动试验

为探究高速列车齿轮箱箱体振动特性和疲劳损伤, 应用小滚轮高频激励台架试验, 将滚轮表面加工成径跳量幅值为0.05 mm的13阶多边形, 可等效成20阶车轮多边形, 研究了某型齿轮箱箱体在不同垂向载荷与速度工况下的振动特性; 通过雨流计数法及Miner线性损伤法则, 分析了齿轮箱箱体单位时间应力累计损伤。研究结果表明: 受齿轮箱箱体共振影响, 不同垂向载荷与速度工况下, 高速列车运行速度为200 km·h-1时, 齿轮箱箱体各测点的垂、横向加速度均方根值均为最小; 当垂向载荷为23 t时, 大部分测点的垂、横向加速度均方根值均为最大; 齿轮箱箱体存在573 Hz的局部固有频率被激发共振, 其原因是试验速度为100 km·h-1时试验台发生共振, 以及试验速度为300 km·h-1时, 受到20阶多边形车轮转频约580 Hz的主频激扰; 车轮初始速度从0加速到200 km·h-1及从300 km·h-1减速至0的速度等级之间时, 齿轮箱箱体各测点的单位时间应力累计损伤波动较大, 其余速度等级段各测点的单位时间应力累计损伤波动很小; 单位时间应力损伤最大值出现在大齿轮箱齿面观察孔, 为3.72×10-10, 损伤最小值位于小齿轮箱轴承正上方, 仅为8.29×10-18。可见, 箱体共振、试验台减速运行、速度等级对齿轮箱箱体振动加速度影响较大; 非共振、试验台不减速运行、相同速度等级下, 垂向载荷对单位时间应力累计损伤影响甚微。      

加铺于旧沥青路面的薄层罩面层间剪切疲劳性能研究

薄层罩面作为一种预防性养护措施,其层间抗剪性能的好坏直接影响到罩面层的使用年限,为了更好地评价薄层罩面的疲劳寿命,进行了层间不同粘结材料、不同应力水平和不同温度条件下的剪切疲劳试验,并建立层间剪切疲劳方程。结果表明:层间粘结材料、试验温度和应力比等都对薄层罩面层间剪切疲劳寿命影响较大,不同粘结材料的层间剪切疲劳寿命随着应力比的增大、试验温度的升高都明显下降。     

铁路货车摇枕侧架疲劳寿命2种计算方式对比分析

铁路货车转向架摇枕、侧架对疲劳可靠性要求较高,而传统的疲劳寿命计算方式,存在计算效率低、评估点有限、人为干预多,以及专业性要求强等问题。为解决这些问题,提出基于工程一体化疲劳设计软件nCode的计算方式。从计算结果精准度、计算效率、计算结果呈现、专业性要求等4方面对比分析2种计算方式,并得出以下结论：2种计算方式的计算结果精确度相同,但基于工程一体化疲劳设计软件nCode的计算方式可以呈现所有节点的疲劳寿命计算结果,计算效率提高了700多倍;仿真工作由一般的专业设计师就可以完成。     

高RAP掺量沥青混合料疲劳预估模型研究

利用路面热再生技术能够降低能源的消耗,从而达到提高资源利用效率的目的,能够给社会和经济带来积极的影响。该文为了研究再生沥青混合料疲劳寿命的影响因素及其规律,分别在不同应力比、RAP掺量、温度、加载频率下,拟合高RAP掺量沥青混合料疲劳的破坏寿命特征以及疲劳寿命与应力比的关系。结果表明：当RAP掺量、应力比和试验温度增加时,再生沥青混合料的疲劳寿命降低;疲劳寿命与应力比近似成对数关系,并以RAP掺量、应力比、加载频率和试验温度为疲劳参数,建立混合料疲劳预估模型。     

基于监测数据的斜拉桥钢箱梁疲劳性能分析

针对大跨度斜拉桥钢箱梁疲劳问题,基于斜拉桥的健康监测数据和疲劳寿命对主梁运营状态进行评估,为大跨度斜拉桥关键构件服役状态预警提供支撑。对数据异常值、缺失等进行预处理,采用经验模态分解法及能量突变法分析信号找到阶数阈值后分离快慢变成分,并通过多元线性回归法对经验模态分解法的有效性进行验证;采用雨流计数法分析钢箱梁应力谱,根据规范计算结构疲劳寿命,并通过变权理论评价主梁状态。结果表明,经过预处理后的数据能较好地反映结构在活载作用下的受力状态;综合频幅谱的主频和本征模态函数的能量,确定应力监测数据的阶数阈值为5,快变成分为前5阶本征函数的和,慢变成分为5阶以后所有本征函数及残差的和;经验模态分解法能有效分离原始数据中的快慢变成分,为计算疲劳寿命提供数据支持;以疲劳寿命为指标,根据主梁的长期监测应力,其评分在95分以上,主梁的应力状态良好。     

轿车后桥疲劳寿命的数字化预测研究

以某轿车后桥为例,介绍了疲劳寿命计算的理论基础和建立后桥精确有限元模型的方法。分别应用准静态法和随机振动法计算了后桥的疲劳寿命,讨论了频响分析带宽对振动疲劳分析方法的影响以及两种不同疲劳计算方法的区别和应用范围。结果表明,应用有限元仿真和试验相结合的方法可以有效地预测轿车关键零部件的疲劳寿命。     

基于模态应力恢复的汽车零部件虚拟疲劳试验方法

基于有限元模态分析、柔性多体动力学求解和疲劳寿命预测的相关理论,通过模态应力恢复得到了汽车零部件疲劳载荷历程,并将其应用于虚拟疲劳试验,解决了汽车设计过程中无法快速、准确预知零部件疲劳寿命的难题。该试验方法应用于某车双横臂独立前悬中的下横臂,在较短的时间内获得了该零件的预测疲劳寿命、寿命安全系数及危险部位等信息。结果表明该虚拟疲劳试验方法可作为汽车设计过程中的有效试验手段。