还在没有风荷载和基准激励的情况下研究了舷梯在运行周期(升降、回转和伸缩)中的振动,随后用于确定 Ampelmann 系统的疲劳寿命。在舷梯伸缩运动过程中,观察到当 T 型臂架分别缩回和伸展时,振动周期减小和增加。根据应力寿命法进行疲劳寿命分析,并使用雨流循环计数法获得应力循环次数。结果表明,Ampelmann 舷梯可承受高达 10 6 次运行循环。然而,需要强调的是,在运行过程中,外部载荷始终存在。因此,舷梯的疲劳寿命将低于预期的运行循环次数。
本程序的实验部分考虑了喷砂程序变化对表面粗糙度、残余应力和疲劳寿命的影响。研究发现,在先前喷丸处理过的表面上进行的喷砂程序使表面进一步粗糙,但不会降低所研究材料淬火和回火条件下的压缩残余应力的大小。由于喷丸过程在近表面位置引起高残余压缩应力,因此在加工过程中喷丸处理的样品的疲劳寿命比在地面条件下测试的样品长得多。在本研究中发现,喷砂程序对喷丸样品的疲劳寿命的任何影响都很小。具体而言,值得注意的是,疲劳裂纹起始点的位置从表面位置(在非常高的施加应力下)移动到亚表面位置(在较低的
电子元件的可靠性一直是工程师面临的挑战。本研究解决了了解随机振动对无铅焊料作为电子元件内热界面材料 (TIM) 的可靠性的影响这一关键需求。ANSYS 软件用于设计、开发和模拟电子模型,重点关注 TIM。SAC405 无铅焊料用作 TIM,其厚度在 0.01 到 0.06 毫米之间变化(间隔为 0.01 毫米)。本研究的结果揭示了相关的相关性。随着 TIM 厚度的增加,应力和应变明显减少,而变形增加。值得注意的是,TIM 厚度和疲劳寿命之间存在直接关系;较厚的 TIM 与增加的疲劳寿命相关。此外,当 TIM 厚度为 0.01 毫米时,公式 1、2 和 3 的疲劳寿命测量值分别为 2.76 x 104、1.63 x 104 和 0.792 x 104。这些发现对工程师具有深远的影响,如果使用无铅焊料作为 TIM,它们将作为指导框架,帮助选择电子元件的最佳 TIM 厚度。了解应力、应变、变形和疲劳寿命之间的权衡至关重要,使工程师能够在电子系统设计和开发过程中做出明智的决策,最终提高整体可靠性。本研究建议在电子应用中使用无铅焊料作为 TIM,因为它具有热和可靠性方面的优势。
电子包由放置在套管中的印刷电路板(PCB)组成。电子电路板应在不同条件下正确运行,包括热循环,振动和机械冲击。印刷电路板需要进行电气分析,并在机械上进行优化的性能。在本文中,PCB的有限元分析(FEA)是在ANSYS中进行的,并利用模态测试对结果进行了验证。确定了PCB的固有频率和模式形状,还评估了机械冲击对PCB的影响。结果表明,PCB在0-1000 Hz范围内具有三个共振频率。使用ANSYS软件获得了与每个固有频率相关的模式形状。这些数据可用于疲劳寿命估计和机械冲击分析。在这项工作中,也通过使用Steinberg的方法来估算正弦和随机振动下电线和焊接接头的疲劳寿命估计。结果表明,根据标致标准,随机振动比谐波振动对焊点和电线的疲劳寿命的影响更大。此外,结果在随机振动和谐波振动中都通过标致标准资格。
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
摘要:纤维增强聚合物复合材料由于其高刚度,正在成为传统金属材料修复和替代中的重要且方便的材料。复合材料在其使用寿命期间会承受不同类型的疲劳载荷。增强纤维增强聚合物复合材料在疲劳应力下的设计方法和预测模型的动力依赖于更精确和可靠的疲劳寿命评估技术。在拉伸-拉伸疲劳场景中研究了纤维体积分数和应力水平对玻璃纤维增强聚酯 (GFRP) 复合材料疲劳性能的影响。本研究的纤维体积分数设置为:20%、35% 和 50%。使用万能试验机对样品进行拉伸试验,并使用四种不同的预测模型验证杨氏模量。为了确定复合材料的失效模式和疲劳寿命,对聚酯基 GFRP 样品在五个应力水平下进行了评估,这五个应力水平分别为最大拉伸应力的 75%、65%、50%、40% 和 25%,直到发生断裂或达到五百万次疲劳循环。实验结果表明,玻璃纤维增强聚酯样品在高施加应力水平下发生纯拉伸失效,而在低应力水平下,失效模式受应力水平控制。最后,利用不同体积分数的 GFRP 复合材料样品的实验结果进行模型验证和比较,结果表明,所提出的框架在拉伸-拉伸疲劳状态下预测疲劳寿命与实验疲劳寿命具有可接受的相关性。
摘要:纤维增强聚合物复合材料由于其高刚度,正在成为传统金属材料修复和替代中的重要且方便的材料。复合材料在其使用寿命期间会承受不同类型的疲劳载荷。增强纤维增强聚合物复合材料在疲劳应力下的设计方法和预测模型的动力依赖于更精确和可靠的疲劳寿命评估技术。在拉伸-拉伸疲劳场景中研究了纤维体积分数和应力水平对玻璃纤维增强聚酯 (GFRP) 复合材料疲劳性能的影响。本研究的纤维体积分数设置为:20%、35% 和 50%。使用万能试验机对样品进行拉伸试验,并使用四种不同的预测模型验证杨氏模量。为了确定复合材料的失效模式和疲劳寿命,对聚酯基 GFRP 样品在五个应力水平下进行了评估,这五个应力水平分别为最大拉伸应力的 75%、65%、50%、40% 和 25%,直到发生断裂或达到五百万次疲劳循环。实验结果表明,玻璃纤维增强聚酯样品在高施加应力水平下发生纯拉伸失效,而在低应力水平下,失效模式受应力水平控制。最后,利用不同体积分数的 GFRP 复合材料样品的实验结果进行模型验证和比较,结果表明,所提出的框架在拉伸-拉伸疲劳状态下预测疲劳寿命与实验疲劳寿命具有可接受的相关性。
摘要:聚甲醛(POM)纤维是一种新型聚合物纤维,可以改善机场道面混凝土的性能,其对混凝土弯曲疲劳性能的影响是其在机场道面混凝土应用中的一个重要问题。本研究采用普通性能混凝土(OPC)和纤维体积含量为0.6%和1.2%的聚甲醛纤维机场道面混凝土(PFAPC),在四个应力水平下进行了四点弯曲疲劳试验,以研究这些材料的弯曲疲劳特性。采用循环比(n/N)检查弯曲疲劳变形的变化后,进行了弯曲疲劳寿命的双参数威布尔分布检验。然后,考虑各种失效概率(生存率),构建了弯曲疲劳寿命方程。结果表明:POM纤维对机场道面混凝土的静载强度无明显影响,PFAPC与OPC静载强度差异在5%以内;POM纤维可使机场道面混凝土的弯曲疲劳变形能力提高近100%,但对机场道面混凝土的疲劳寿命有不同程度的不利影响,最大降幅达85%。OPC和PFAPC的疲劳寿命均服从双参数威布尔分布,考虑各种失效概率的单、双对数疲劳方程对双参数威布尔分布的拟合程度较高,R2均在0.90以上。PFAPC的极限疲劳强度比OPC低约4%。本次关于POM纤维机场道面混凝土弯曲疲劳性能的研究,对于将POM纤维推广到长寿命机场道面建设具有明显的研究价值。
摘要:聚甲醛(POM)纤维是一种具有改善机场道面混凝土性能潜力的新型聚合物纤维。POM纤维对混凝土弯曲疲劳性能的影响是其在机场道面混凝土应用中的一个重要问题。在本研究中,使用纤维体积含量为0.6%和1.2%的普通性能混凝土(OPC)和POM纤维机场道面混凝土(PFAPC)在四个应力水平下进行了四点弯曲疲劳试验,以检查这些材料的弯曲疲劳特性。在使用循环比(n / N)检查弯曲疲劳变形的变化后,进行了弯曲疲劳寿命的双参数威布尔分布检验。然后考虑各种失效概率(生存率)构建了弯曲疲劳寿命方程。结果表明,POM纤维对机场道面混凝土的静载强度无明显影响,PFAPC与OPC静载强度差异在5%以内。POM纤维可使机场道面混凝土的弯曲疲劳变形能力提高近100%,但与OPC相比,POM纤维对机场道面混凝土的疲劳寿命有不同程度的不利影响,最大降低幅度达85%。OPC和PFAPC的疲劳寿命均服从双参数威布尔分布,考虑各种失效概率的单、双对数疲劳方程对双参数威布尔分布的拟合度较高,R2均在0.90以上。PFAPC的极限疲劳强度比OPC低约4%。本次对POM纤维机场道面混凝土弯曲疲劳性能的研究,对POM纤维在长寿命机场道面建设中的应用具有明显的研究价值。
有能力支持选定的澳大利亚机队直升机的部件疲劳寿命验证,最初应用于澳大利亚陆军运营的 S-70A-9 黑鹰直升机。审查了这一要求的含义,并支持评估选定机队正常任务范围的严重程度的必要性。提供了通过测量机队飞机样本中选定部件的飞行状态识别数据和载荷来评估任务严重程度的计划的理由。概述了一项验证选定黑鹰直升机部件疲劳寿命的计划,这些部件受重大服役载荷的影响。审查了支持该计划所需的机载和地面数据系统的一般要求。