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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。
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%。
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。
基于连续损伤力学的腐蚀疲劳寿命非线性模型
摘要。许多结构，如石油平台和风力涡轮机，都是在海洋环境中建造的。这些结构不仅要承受由风、浪和洋流引起的可变周期性载荷，还要承受腐蚀。它们的相互作用会导致腐蚀疲劳，从而缩短结构的使用寿命和完整性。研究界面临着一项挑战，即确定疲劳载荷和腐蚀的复合损伤机制，并将其与海上结构的寿命预测联系起来。本文提出了一种非线性腐蚀疲劳模型来描述基于连续损伤力学的损伤积累。疲劳耐久极限、载荷频率和腐蚀速率是影响疲劳和腐蚀相互作用的基本参数。通过对损伤的非线性积累进行积分，揭示了连续载荷效应。进行了参数研究以展示该模型的能力。初步模拟结果与腐蚀疲劳 S-N 曲线形式的实验数据高度一致。尽管如此，在较短的寿命期内仍观察到偏差，这些偏差有待进一步研究。未来将会进行参数标定以及进一步的验证实验。
利用最大熵原理识别疲劳寿命的概率分布
摘要：材料与结构的疲劳寿命具有较大的离散性，在工程设计中通常被考虑。为了减少主观不确定性的引入，获得合理的概率分布，本文提出了一种基于最大熵原理的疲劳寿命概率分布识别计算方法。利用疲劳寿命的前四个统计矩来制定最大熵原理优化问题的约束条件。还提出了一种精确的算法来寻找最大熵分布中的拉格朗日乘数，从而避免了求解方程组时出现的数值奇异性。用两个拟合指标来衡量所提方法的拟合优度。通过文献中的两组疲劳数据集证明了所提方法的合理性和有效性。并对所研究的疲劳数据集进行了所提方法与对数正态分布和三参数威布尔分布的比较。
原创文章 基于轧制方向的铝板弯曲疲劳寿命研究
摘要 在室温下评估了 AA1100 和 AA1050 轧制铝板沿不同方向的高周疲劳 (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 B.V. 制作和托管。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议 ( http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ ) 开放获取的文章。
原创文章 基于轧制方向的铝板弯曲疲劳寿命研究
摘要 在室温下评估了 AA1100 和 AA1050 铝板沿不同方向的高周疲劳 (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/ ) 开放获取的文章。
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%。
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。