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从小裂纹增长到疲劳寿命 - NATO STO
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。
从小裂纹扩展到疲劳寿命 - NATO STO
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 的斜率适中，这通常称为巴黎制度。然而，文献中有许多例子表明区域 II 的斜率发生了变化。一些研究人员假设区域 I 和 III 呈线性行为，并导致对整个 FCGR 曲线的多线性描述。在本文中，我们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) 下都受幂律行为支配。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，这使得可以直接拟合裂纹长度与循环数曲线以获得 FCGR。能够拟合区域 I 中扩展的裂纹的小裂纹和长裂纹扩展曲线，证实了区域 I 裂纹扩展速率受幂律行为支配。 FCGR 结果表明，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，无论是小裂纹还是长裂纹。这导致过渡时 ΔK 明显偏移，并指出不均匀采样是小裂纹阈值较低的原因。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，可根据初始不连续尺寸计算疲劳寿命，这与光滑样品的实验获得的疲劳寿命结果相对应。
BGA焊点疲劳寿命预测研究综述
摘要：随着科技的发展，消费者对各类电子设备的要求呈现出功能多样化、机身轻薄化的趋势，这使得装载在电子产品中的集成电路及其封装对于满足上述要求显得至关重要。球栅阵列（BGA）封装以其丰富的I/O容量和优异的电气特性被广泛应用于微电子制造业领域。然而，在其生产和使用过程中由于振动、冲击等环境载荷的作用，BGA焊点缺陷不可避免地会出现，从而导致电子产品的失效。本文综述了BGA芯片疲劳失效的影响因素、分析方法和模型的研究现状，并在对研究进行严格讨论后，对BGA封装可靠性分析和评价标准的制定提供了一些理论建议。
热循环载荷对三维芯片堆叠结构应力-应变响应和疲劳寿命的影响
随着芯片技术的发展，摩尔定律在微电子工业中的运用可能接近极限，三维集成电路（3D-IC）技术可以克服摩尔定律的限制，具有高集成度、高性能和低功耗的优势[1-3]。因此，3D IC中的芯片堆叠引起了电子工业的广泛关注，不同的键合技术被开发出来以保证芯片（或晶圆）的垂直堆叠，其中采用焊料的TLP键合已被提出作为实现低温键合和高温服务的有效方法。Talebanpour [4]采用Sn3.0Ag0.5Cu作为3D结构中的互连材料，经260 ℃回流温度和时效后获得了全IMC（Cu6Sn5/Cu3Sn）。储[5]研究了低温稳态瞬态液相(TLP)键合Cu/Sn/Cu和Ni/Sn/Ni焊点,分别检测到Cu 6 Sn 5 、Cu 3 Sn、Ni 3 Sn 4 、Ni 3 Sn 2 。陈[6]研究了基于TLP键合的Cu/Sn3.5Ag/Cu和Cu/Sn3.5Ag/Cu15Zn,焊点中检测到了Cu 6 Sn 5和Cu 6 (Sn, Zn) 5 ,研究发现Cu 6 Sn 5 由于其晶粒结构均一且脆性大,会降低键合可靠性;而Zn能有效地将均一晶粒结构修改为交错结构,从而提高键合可靠性。在3D IC结构中,完整IMC焊点在热循环载荷下的可靠性一直是重要的研究方向,有限元程序可以用来计算IMC焊点的应力-应变响应和疲劳寿命。田 [7] 研究了三维IMC接头的应力分析和结构优化
2024铝合金板铆接接头疲劳寿命预测
本文旨在对2024铝板铆接接头的疲劳寿命和疲劳裂纹扩展路径进行数值研究。为此，根据现场观测，获得影响疲劳寿命的参数。研究了相关的几何参数，例如铆钉杆长度、孔径和尺寸公差，以及铆钉的位置模式和铆钉接头的材料。在本研究中，使用有限元方法进行建模以计算等效塑性应变。为此，使用三维弹塑性模型进行模拟。从本研究中的有限元方法获得的信息使得将铆钉放置在这种类型的接头中以用于航空航天工业等高安全性结构成为可能。鉴于2024铝板裂纹扩展问题的重要性，掌握了问题的几何和物理参数，目标是实现铆接接头裂纹扩展和疲劳寿命的精确路径。采用边界元法对试样进行疲劳裂纹扩展模拟，利用边界元法确定了不同加载模式下的应力强度因子，结果表明几何参数和铆钉材料对铝板疲劳裂纹有显著影响。
统计和频谱相似的变幅载荷下结构的疲劳寿命评估
新的疲劳寿命预测框架可在统计和频谱相似的不规则变幅载荷下为缺口梁模型提供更好的寿命预测。它通过修改应力-振幅历史的概率密度函数，使累积损伤规则能够解释载荷序列效应，方法是 (1) 基于雨流计数算法识别过载；(2) 分析表征过载延迟效应；(3) 使用过载振幅率表征校正损伤规则。将根据实验获取和合成生成的载荷时间历史估计的疲劳寿命与根据定性再现物理实验中疲劳寿命的模拟生成的疲劳寿命进行比较。预测精度的显著提高优于 Palmgren-Miner 规则和基于功率谱的寿命估计。对现场加速度数据的演示应用证实了其可用于在役结构健康监测和损伤预测。该框架不需要预先了解所施加的负载，并且可以应用于具有已知结构和缺陷特性的其他工程结构。
统计条件下结构的疲劳寿命估计…… - arXiv
新的疲劳寿命预测框架为缺口梁模型在统计和频谱相似的不规则变幅载荷下提供了更好的寿命预测。它通过修改应力-振幅历史的概率密度函数，使累积损伤规则能够解释载荷序列效应，方法是 (1) 基于雨流计数算法识别过载； (2) 过载延迟效应的分析表征； (3) 使用过载振幅速率表征校正损伤规则。将根据实验获取和合成生成的载荷时间历史估计的疲劳寿命与通过定性再现物理实验中疲劳寿命的模拟生成的疲劳寿命进行比较。预测精度的显著提高优于 Palmgren-Miner 规则和基于功率谱的寿命估计。对现场加速度数据的演示应用证实了其在役结构健康监测和损伤预测中的应用。该框架不需要事先了解施加的负载，并且可以应用于具有已知结构和缺陷特性的其他工程结构。
玻璃纤维增强复合材料的疲劳寿命行为...
摘要：玻璃纤维增强复合材料 (FGRC) 具有优异的机械性能、低成本和耐腐蚀性，可用于替代汽车部件制造中的大部分金属。FGRC 在受到恒幅载荷 (CAL) 时会发生疲劳失效。然而，对 FGRC 行为的研究仍然缺乏预测工程和分析工具，主要是因为对这些材料行为的了解不足，包括它在受到变幅载荷 (VAL) 时的完整性。因此，本研究旨在研究欠载对不同层压板取向的 FGRC 疲劳寿命行为的影响。增强材料使用具有 [0/90]° 和 [±45]° 取向的单向玻璃纤维，并选择短切原丝毡来研究周期性欠载的影响。同时使用聚酯树脂作为基质材料。FGRC 复合材料采用手工铺层技术制造，根据 ASTM D3039 进行拉伸试验，根据 ASTM D3479 进行疲劳试验。结果表明，与 CAL 结果相比，欠载效应使 FGRC 的疲劳寿命行为从实际值下降 1.4% 到 18%。
玻璃纤维增强复合材料在欠载条件下的疲劳寿命行为
摘要：玻璃纤维增强复合材料 (FGRC) 具有优异的机械性能、低成本和耐腐蚀性，可用于替代汽车部件制造中的大部分金属。FGRC 在受到恒幅载荷 (CAL) 时会发生疲劳失效。然而，对 FGRC 行为的研究仍然缺乏预测工程和分析工具，这主要是因为对这些材料的行为（包括其在受到变幅载荷 (VAL) 时完整性）的了解不足。因此，本研究旨在调查不同层压板取向的 FGRC 的欠载对疲劳寿命行为的影响。增强材料使用具有 [0/90]° 和 [±45]° 取向的单向玻璃纤维，并选择短切原丝毡来研究周期性欠载的影响。同时使用聚酯树脂作为基质材料。FGRC 复合材料采用手工铺层技术制造，根据 ASTM D3039 进行拉伸试验，根据 ASTM D3479 进行疲劳试验。结果表明，与 CAL 的结果相比，欠载效应会使 FGRC 的疲劳寿命行为从实际值下降 1.4% 到 18%。
推荐引用 推荐引用 Nyaaba, Wedam，“超大型矿用自卸卡车轮胎的热机械疲劳寿命调查”（2017 年）。博士论文。2596。https://scholarsmine.mst.edu/doctoral_dissertations/2596
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