摘要:在当前的工作中,设计,制造和测试了使用纳米复合材料和合成材料的新人造人类软心和人造心脏瓣膜的开发模型。检查了制造的机械人造心脏瓣膜,以确定每种类型的最佳使用寿命。通过在每个产生的值上使用瞬态重复并连续施加血压来模拟每个脉冲周期中自然心脏中发生的舒张期和收缩压,从而实现了疲劳寿命。获得的结果表明,实施了新一代软性人造心脏的3D打印作为永久替代品的替代品,以替代高成本可用的临时植入物机械心脏,该植入物可能会超过价格和数十万美元的价格,其工作寿命不超过五年。随着阀门运动部位运动的复杂性,使用不同材料和设计的生产人造阀获得的疲劳安全系数降低。在使用单向式扁平,简单运动的阀(如单叶型阀门)时,获得了最高速率,其中所有使用的材料都适合于生产此类阀门。达到了最高的安全系数(15)。使用高度柔韧性和强大的PSN4纳米复合材料来制造二尖瓣三叶叶阀(厚。= 1.0 mm)时,记录了最低速率。使用相同的类型和阀门时,此值降至0.99,但厚度等于0.5 mm。可以在这里注意到,唯一适合于这种人造阀类型的制造的是纳米复合材料聚醚酰亚胺/硅胶橡胶带有纳米二氧化硅(PSN4),而其他使用的材料失败了,因为疲劳因子值小于1。 div>。 div>。 div>。该材料的使用寿命约为9200 x 106周期,相当于大约290年,其次是SIBSTAR 103,默认年龄为209.6 x 106周期或9年。
在实践中应用材料时,注意力不可避免地关注他们对使用寿命的抵抗。在必须研究疲劳性抗性时,许多应用都会承受疲劳负荷。这通常需要进行各种实验测试。但是,这种实验是昂贵且耗时的,因此,它也值得开发有能力的模型来模拟资源密集型测试,并开发改进的Maperials及其制造过程Holopainen and Barriere(2018); Bennett和Horike(2018); Barriere等。(2019,2021); Zirak和Tcharkhtchi(2023)。开发先进的,现实的疲劳模型以及抗疲劳材料需要深入了解材料的微机械行为。著名的con-
摘要:用于确定聚合物齿轮的牙根负载能力的当前计算方法(例如VDI 2736)基于与钢齿轮的假设相同的假设。由于非线性材料行为,温度和聚合物速率依赖性,这些预测通常是不准确的。一项先前的研究采用了依赖速率的非线性粘塑料元件(Fe)对聚氧甲基(POM)的建模来量化标准金属齿轮假设中未考虑的材料影响。开发并验证了寿命模型,以根据恒定牙根几何形状的旋转速度预测牙根断裂。在这项研究中,现有的损害模型进行了调整和验证,以包括对缺口(牙根)几何形状的依赖性。将模型扩展到两个损伤参数eTers允许与牙根断裂的非线性速度依赖性无关的表示。这种相关建模方法在材料内部包含两个独立的大坝年龄机制,从而导致齿轮的牙根断裂故障。为了绘制这些机制,将裂纹起始点处的局部材料状态用作损害参数。使用实验数据对双参数损伤模型的校准表明,模型预测属于实验散射。正在进行进一步的研究,以扩大有关广义扭矩加载条件的损坏模型。
神经网络使我们能够模拟 QSTE340TM 钢的疲劳寿命,并有效预测材料在循环载荷下的裂纹扩展。我们根据 [7] 中获得的实验数据建立了函数依赖关系模型。数据集 [8] 包含裂纹长度 a 与载荷循环数 N 的依赖关系,其中四个应力比 R 分别为 R = 0.1、0.3、0.5 和 0.7,在恒定振幅 (CA) 下,以及在单次拉伸过载后,过载比 Rol = 1.5、2.0。神经网络在一个数据集上训练,其中输入参数为载荷循环数 N 、应力比 R 和过载比 Rol ,输出参数为裂纹长度 a 。载荷循环 N 反映了钢的载荷循环数,是评估疲劳裂纹扩展的主要参数之一。应力比 R 决定了循环中最小载荷和最大载荷的比率,这也会影响疲劳裂纹发展的速度。过载率 Rol 考虑负载超过标称值的情况。
讲座-5 再生混凝土骨料及其对混凝土复合材料疲劳性能的影响 (SPS) 讲座-6 复合材料和结构疲劳寿命建模和预测的计算工具 (APV) 讲座-7 实际载荷条件下的疲劳寿命预测 (恒定寿命图) (APV) 第三天,星期三,2024 年 11 月 20 日 讲座-8 基于 GFRP 层压板的蠕变-疲劳相互作用损伤模型
摘要:为提高热循环和随机振动条件下焊点疲劳可靠性,对板级可靠性(BLR)试验板的螺丝孔位置进行研究。建立BLR试验板的有限元模型,推导了热循环和随机振动条件下影响焊点疲劳寿命的主要参数塑性应变能密度和1-sigma应力。通过灵敏度分析,分析了螺丝孔位置与疲劳寿命主要参数之间的相关性。通过多目标优化,确定了热循环和随机振动条件下焊点疲劳寿命最大的螺丝孔位置。与初始螺丝孔位置的BLR试验板相比,优化螺丝孔位置后的BLR试验板在热循环和随机振动条件下的疲劳寿命明显提高。
在本研究中,开发了一个通用概率设计框架,用于预测金属硬件的循环疲劳寿命,所采用的方法解决了实验数据和计算模型中的不确定性。该方法涉及:(i)在 Ti6Al4V 材料试样上进行的疲劳试验数据,(ii)基于连续损伤力学 (CDM) 的材料本构模型,用于模拟材料的循环疲劳行为,(iii)基于方差的全局灵敏度分析,(iv)用于模型校准和不确定性量化的贝叶斯框架,以及(v)在不确定性下的计算寿命预测和概率设计决策。使用实验数据进行计算分析的结果证明了在存在不完整和噪声数据的情况下,概率设计方法用于模型校准的可行性。此外,使用概率设计方法可以评估计算模型预测的疲劳寿命的可靠性。[DOI: 10.1115/1.4038372]
热载荷或机械载荷引起的应力状态非单调变化可能导致材料微观结构的永久性变化,并导致疲劳裂纹的产生。自19世纪的先驱工作以来的研究表明,疲劳现象是一个非常复杂且多尺度的问题,正如Schütz [1] 等人所评论的那样。为了在机械结构设计过程中克服这一问题,所提出的疲劳损伤模型的适用性通常限于给定的材料类型、载荷条件、温度、疲劳寿命范围等,这些条件接近于模型验证的条件。据观察,工程实践特别广泛地使用最不复杂的模型。人们倾向于修改这些模型并扩展其操作范围。因此,近几十年来已经开发了大量多轴疲劳损伤模型[2 – 8]。处理多轴应力状态问题的损伤模型包括一个将空间应变/应力状态降低为等效损伤标量值的功能。在疲劳寿命计算算法中,将此标量值与适当的参考疲劳特性进行比较,从而估算出疲劳寿命。这种相对简单的方法已经获得了相当大的普及,并且在过去几年中已经提出了几种新模型[9 – 23]。Apar
目的 本研究的主要目的是调查带减震器的装置支架的疲劳寿命。 设计与方法 进行了振动试验以证明有限元模型的准确性并确定了阻尼比。 使用三种不同的方法在频域中进行疲劳分析,并通过实验证明了分析的准确性。 原创性 本研究的主要新颖之处在于找出受减震器影响的部件的疲劳寿命。 发现 减震器对部件的疲劳寿命有很大影响。 结论 Lalanne 和 Dirlik 方法与加速试验结果的差异相同。 另一方面,窄带方法给出的结果最远。 原因是不规则因子 0.398 远离 1。 道德标准声明 本文作者声明,本研究中使用的材料和方法不需要道德委员会许可和/或法律特别许可。
金属合金的疲劳裂纹扩展速率 (FCGR) 曲线通常分为三个区域,区域 I 和 III 的斜率较陡,区域 II 的线性斜率适中,这通常称为巴黎制度。但是,文献中有许多例子表明区域 II 的斜率存在变化。一些研究人员假设区域 I 和 III 呈线性行为,并导致整个 FCGR 曲线的多线性描述。在本文中,我们将假设疲劳裂纹扩展在所有裂纹长度和所有应力强度因子范围 (ΔK) 下均受幂律行为控制。为了适应多线性 FCGR 曲线的变化,在 FCGR 方程中引入了数学枢轴点,允许直接拟合裂纹长度与循环曲线以获得 FCGR。能够拟合区域 I 中裂纹的细小和长裂纹扩展曲线,证实了区域 I 裂纹扩展速率受幂律行为控制。FCGR 结果表明,细小裂纹速度更快,但从区域 I 到区域 II 的过渡发生在特定的疲劳裂纹扩展速率下,无论是细小裂纹还是长裂纹。这导致过渡处 ΔK 明显偏移,并指出不均匀采样是细小裂纹阈值较低的原因。将精确的小裂纹扩展速率测量与长裂纹扩展速率测量相结合,从初始不连续尺寸计算疲劳寿命,这与光滑样品实验获得的疲劳寿命结果相对应。