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。
摘要 在室温下评估了沿不同方向轧制 AA1100 和 AA1050 铝板的高周疲劳 (HCF) 和低周疲劳 (LCF) 疲劳寿命。由于沿两个典型方向的样品表现出明显的各向异性,因此比较了四种类型的样品,分别表示为纵向 (L) 和横向 (T)。为此专门设计了悬臂平面弯曲和多类型疲劳试验机。在完全反向载荷下进行了挠度控制疲劳试验。AA1050 (L) 在 LCF 区域获得了最长的疲劳寿命,而 AA1100 (L) 样品在 HCF 区域具有最长的疲劳寿命。� 2016 亚历山大大学工程学院。由 Elsevier BV 制作和托管 这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可 ( http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ ) 开放存取文章。
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。
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。
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。
膝关节半月板由纤维细胞外基质组成,该基质会承受较大的重复负荷。因此,半月板经常撕裂,而疲劳是其失效的潜在机制。本研究的目的是测量在沿主纤维方向纵向或横向施加周期性拉伸负荷时牛半月板的疲劳寿命。疲劳实验包括周期性负荷,直至发生故障或达到 20,000 次循环,负荷达到预测极限拉伸强度的 60%、70%、80% 或 90%。每组的疲劳数据都与威布尔分布拟合,以生成应力水平与失效循环次数的关系图(S-N 曲线)。结果表明,与沿主纤维方向纵向施加负荷相比,沿主纤维方向横向施加负荷会使失效应变增加两倍,蠕变增加三倍,失效循环次数增加近四倍(不显著)。 S-N 曲线在应力水平和两个载荷方向上的平均失效循环数之间具有很强的负相关性,其中横向 S-N 曲线的斜率比纵向 S-N 曲线低 11%(纵向:S=108 – 5.9ln(N);横向:S=112 – 5.2ln(N))。总之,这些结果表明非纤维基质比胶原纤维更耐疲劳失效。本研究的结果与了解无创伤性径向和水平肌筋膜炎的病因有关
因此,鉴于这一需求,本论文研究的重点是创建一种方法,用于预测受到平面内和平面外载荷的凸耳接头的疲劳寿命。这项研究是与 GKN Fokker Aerostructures 合作进行的。当前的疲劳预测方法都是基于轴向载荷的凸耳。从概念上讲,这种方法应用了 Larsson 关系,该关系通过某些校正系数将任意凸耳的标称应力与参考凸耳联系起来。然后将凸耳的标称应力应用于 S-N 曲线,从而得出失效前的循环数(疲劳寿命)。Fokker 在其技术手册 3(TH3)中描述了这种方法。然而,Larsson 和 TH3 都没有考虑斜向和/或平面外载荷的凸耳来预测疲劳寿命。已经对斜向载荷的凸耳进行了一些研究,但这些研究的主要重点是峰值应力位置和应力集中因子 (SCF) 的计算。在公开报告的研究中没有发现关于平面外负载凸耳的信息。
《中国科技前沿》浙江大学是中国领先的大学之一。《中国科技前沿》系列丛书由浙江大学出版社和施普林格出版社联合出版,出版的作者和编辑均为中国学者和教授,他们都是各自领域的杰出专家和学者。这套丛书将引起研究人员、讲师和研究生的兴趣。《中国科技前沿》旨在介绍中国各个研究领域最新、最前沿的理论、技术和方法。它涵盖了自然科学和技术领域的所有学科,包括但不限于计算机科学、材料科学、生命科学、工程学、环境科学、数学和物理学。
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。
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。