R.P.L. Nijssen 摘要 风力涡轮机转子叶片承受大量高度可变的载荷,但寿命预测通常基于恒幅疲劳行为。因此,确定如何根据恒幅疲劳行为估算变幅疲劳下的使用寿命非常重要。寿命预测包含不同的元素:计数方法、描述 S-N 曲线的公式、恒定寿命图和损伤规则。对于损伤描述,研究并比较了两种模型,即 Miner 和法和基于强度的寿命预测。在 Miner 和法中,计数法和恒幅疲劳行为描述的结果被转换为损伤参数“Miner 和”。不考虑载荷顺序的潜在影响,损伤参数的值仅表示是否发生故障:它与物理上可量化的损伤无关。在基于强度的方法中,通过计算每个载荷循环对强度的影响来预测寿命,直到载荷超过剩余强度。这种循环方法的预期优势是可以隐式地包含序列效应。此外,损伤参数始终与物理上可量化的参数(即强度)相关。成功应用基于强度的方法需要描述疲劳后强度,这需要大量的ex
凹痕对 2024-T3 铝裸板疲劳寿命和疲劳裂纹扩展的影响 我已经检查了这篇论文的最终稿的形式和内容,并建议将其接受为部分满足机械工程理学硕士学位的要求。
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疲劳寿命预测中常用的模型基于以不同方式计数的循环。最常用的方法是基于雨流计数,它以非常特殊的方式处理应力历史。这种方法有三个主要缺点。这是一种从连续变化的应力曲线产生循环的临时方法。它以非常严格的方式在循环计数中引入记忆,并且算法相当复杂。另一方面,基于平交点的模型易于应用,但平交点谱不包含足够的应力历史信息。这里提出了一个模型,其中损伤累积取决于实际的平交点和压缩在状态变量中的应力历史。提出的模型具有以下属性。当总损伤超过给定值时,就会发生故障。每次应力变化都会导致非负损伤,这种损伤仅取决于实际应力、其变化和应力状态变量。在特定应用中,状态变量可以解释为裂纹的张开应力。该模型是时不变的,即如果时间尺度发生变化,损伤不会改变。因此,寿命由应力的最大值和最小值序列决定。通常,状态变量的动态必须是时不变的和稳定的,即平稳和遍历的随机应力函数应生成平稳和遍历的状态变量。在这种情况下,可以根据损伤强度来预测疲劳寿命,损伤强度是单位时间的预期损伤。
疲劳寿命预测中常用的模型基于以不同方式计数的循环。最常用的方法是基于雨流计数,它以非常特殊的方式处理应力历史。这种方法有三个主要缺点。这是一种从连续变化的应力曲线产生循环的临时方法。它以非常严格的方式在循环计数中引入记忆,并且算法相当复杂。另一方面,基于平交点的模型易于应用,但平交点谱不包含足够的应力历史信息。这里提出了一个模型,其中损伤累积取决于实际的平交点和压缩在状态变量中的应力历史。提出的模型具有以下属性。当总损伤超过给定值时,就会发生故障。每次应力变化都会导致非负损伤,这种损伤仅取决于实际应力、其变化和应力状态变量。在特定应用中,状态变量可以解释为裂纹的张开应力。该模型是时不变的,即如果时间尺度发生变化,损伤不会改变。因此,寿命由应力的最大值和最小值序列决定。通常,状态变量的动态必须是时不变的和稳定的,即平稳和遍历的随机应力函数应生成平稳和遍历的状态变量。在这种情况下,可以根据损伤强度来预测疲劳寿命,损伤强度是单位时间的预期损伤。
进行了直齿轮耐久性试验和滚动体表面疲劳试验,以研究真空感应熔炼、真空电弧熔炼 (VIM-VAR) M50NiL 钢在先进飞机应用中用作齿轮钢,以确定其耐久性特性。并将结果与标准 VAR 和 VIM-VAR AISI 9310 齿轮材料的结果进行比较。使用由 VIM-VAR M50NiL 和 VAR 以及 VIM-VAR AISI 9310 制造的直齿轮和滚动接触杆进行了测试。齿轮节圆直径为 8.9 厘米 (3.5 英寸)。齿轮试验条件为入口油温为 320 K (116 F ),出口油温为 350 K (170 F ),最大赫兹应力为 1.71 GPa (248 ksi),转速为 10 000 rpm。在环境温度下进行台式滚动元件疲劳试验,杆速为 12 500 rpm,最大赫兹应力为 4.83 GPa (700 ksi)。VIM-VAR M5ONiL 齿轮的表面疲劳寿命分别是 VIM-VAR 和 VAR AISI 9310 齿轮的 4.5 倍和 11.5 倍。VIM-VAR M5ONiL 滚动接触杆的表面疲劳寿命分别是VIM-VAR 和 VAR AISI 9310。VIM-VAR M50NiL 材料表现出良好的抗疲劳剥落断裂性能,疲劳寿命远远优于 VIM-VAR 和 VAR AISI 9310 齿轮和滚动接触杆。