摘要:天然橡胶已在海洋环境中成功使用多年。然而,大多数应用涉及低动态载荷。由于海洋能量回收的出现,波浪和潮汐能转换器正在开发中。在一些这样的装置中,橡胶受到严重的循环载荷,与它们以前在空气或水中的使用非常不同。因此,这种橡胶必须适合在高疲劳载荷的海水中长期使用。本文介绍了一项使用新型疲劳机的研究,该研究可以将橡胶在海水中的疲劳行为与在空气中的疲劳行为进行比较。结果表明,当天然橡胶在海水中使用时,非松弛条件对其疲劳寿命的益处会显著降低,尤其是在最小应变与最大应变之比 R = 0.2 时。为了理解这一新结果,研究了疲劳循环过程中抗氧化剂和最小应变的影响。发现抗氧化剂的影响在海水和空气中是相同的,即稳定剂水平的增加会导致疲劳寿命的增加,因此看来抗氧化剂的浸出并不是海水中疲劳寿命减少的根源。值得注意的是,当天然橡胶在海水中完全松弛循环中使用时,不会发生这种失效循环次数的减少,这表明应变诱导结晶(非松弛循环对抗疲劳性的有益影响的原因)可能会受到海水的不利影响,此时最小应变与最大应变之比 R 等于 0.2。亮点
冷胀或冷孔胀是应用于工程结构圆孔以提高使用性能的机械表面处理方法之一。其主要机理是通过超大心轴或球引起非均匀塑性变形,从而在应用孔周围产生有益的压缩残余应力场并增加硬度。冷胀是提高航空工业中特别轻质材料和部件疲劳寿命的重要方法。此外,除了铝合金和钛合金外,钢等不同材料也通过冷胀处理以提高疲劳寿命。本文详细介绍/回顾了冷胀中使用的不同方法的特点。此外,还根据冷胀在不同材料上的应用进行了综述。读者可以导航到感兴趣的材料并找到对相同和/或相似材料进行的先前研究。因此,这篇综述展示了一个新的方向以及以前尚未研究过的成熟流程。
摘要。曲轴是内燃机的关键部件之一,需要有效和精确的工作。在本研究中,研究的目的是识别曲轴中的应力状态,并通过有限元分析解释汽车曲轴的故障和曲轴的疲劳寿命。使用 SolidWorks 设计和开发曲轴模型的 3D 实体造型。对 L 型双缸曲轴进行静态结构和动态分析,以确定曲轴关键位置的最大等效应力和总变形。使用疲劳工具在动态载荷条件下对模型进行测试,以确定疲劳寿命、安全系数、等效交变应力和损伤。本研究的结果表明,曲轴有明显的疲劳裂纹,属于疲劳断裂。疲劳断裂的发生只是由于在循环弯曲和扭转作用下润滑孔边缘的扩展和起始裂纹所致。总体而言,曲轴在静态和疲劳载荷下都是安全的。在动态分析中,应避免频率响应曲线中获得的临界频率,否则可能会导致曲轴失效。
摘要。曲轴是内燃机的关键部件之一,需要高效、精确地工作。本研究的目的是通过有限元分析确定曲轴中的应力状态,并解释汽车曲轴的故障和曲轴的疲劳寿命。使用 SolidWorks 设计和开发了曲轴模型的 3D 实体造型。对 L 型双缸曲轴进行静态结构和动态分析,以确定曲轴关键位置的最大等效应力和总变形。使用疲劳工具在动态载荷条件下测试模型,以确定疲劳寿命、安全系数、等效交变应力和损伤。本研究的结果表明,曲轴有明显的疲劳裂纹,属于疲劳断裂。疲劳断裂的发生仅归因于在循环弯曲和扭转下润滑孔边缘的扩展和起始裂纹。总体而言,曲轴对于静态和疲劳载荷都是安全的。在动力学分析中,应避开频响曲线中得到的临界频率,否则可能造成曲轴失效。
关键的飞机结构是承重构件,是任何飞机的重要组成部分。疲劳载荷、操作条件和环境恶化的影响导致机身的结构完整性需要评估其适航性要求。使用安全寿命的疲劳设计概念,RMAF 采用疲劳寿命评估和裂纹扩展预测来监测其关键部件的结构完整性。使用了各种方法,对于此分析,使用裂纹扩展预测方法来确定裂纹扩展行为及其在发生任何裂纹时的最终失效点。选择水平稳定器凸耳是因为它具有最高的疲劳失效可能性。讨论的分析方法是裂纹扩展分析和低周疲劳。对于数值方法,使用 Nastran 来模拟裂纹扩展。使用数值结果验证了裂纹扩展分析的结果。结论是,基于疲劳寿命循环,结构状态不会受到严重损伤,其失效大约在100万次循环左右,而耳片底部裂纹扩展位置是关键位置。研究成果将以延长耳片的结构寿命为目标。
我们发现,许多经典概念需要扩展,以适应 AM(特别是激光粉末床熔合)中存在的特定微观结构(晶粒尺寸和形状、晶体结构)和缺陷分布(空间排列、尺寸、形状、数量)。例如,缺陷的 3D 表征变得至关重要,因为 AM 中的缺陷形状多种多样,对疲劳寿命的影响方式与传统生产的部件不同。这些新概念对解决 AM 部件疲劳寿命确定的方法有直接影响;例如,由于仍然缺少缺陷分类和可容忍形状和尺寸的量化,因此必须定义一种新策略,即理论计算(例如 FEM)允许确定最大可容忍缺陷尺寸,并且需要无损检测 (NDT) 技术来检测此类缺陷是否确实存在于组件中。这些示例表明,AM 部件的组件设计、损坏和故障标准以及特性(和/或 NDT)如何完全相互关联。我们得出结论,这些领域的均质化代表了工程师和材料科学家当前面临的挑战。
我们发现,许多经典概念需要扩展,以适应 AM(特别是激光粉末床熔合)中存在的特定微观结构(晶粒尺寸和形状、晶体结构)和缺陷分布(空间排列、尺寸、形状、数量)。例如,缺陷的 3D 表征变得至关重要,因为 AM 中的缺陷形状多种多样,对疲劳寿命的影响方式与传统生产的部件不同。这些新概念对确定 AM 部件疲劳寿命的方式有直接影响;例如,由于仍然缺少缺陷分类和可容忍形状和尺寸的量化,因此必须定义一种新策略,即理论计算(例如 FEM)允许确定最大可容忍缺陷尺寸,并且需要无损检测 (NDT) 技术来检测此类缺陷是否确实存在于组件中。这些示例表明,AM 部件的组件设计、损坏和故障标准以及特性(和/或 NDT)如何完全相互关联。我们得出结论,这些领域的同质化代表了工程师和材料科学家当前面临的挑战。
a) 已规定最终(报废)或退役寿命的部件(例如主结构、疲劳寿命有限的部件和未提供密封的高能旋转部件)。有关所有此类项目的详细信息均包含在型号合格证持有人的文件或手册中,并包含在维护计划的前言页中。
抽象电子组件使用具有不同机械和热性能的各种聚合物材料,以在恶劣的使用环境中提供保护。然而,机械性能的可变性,例如热膨胀系数和弹性模量,通过对长期对电子设备可靠性产生的不确定性引入不确定性来影响材料选择过程。通常,主要的可靠性问题是焊接关节疲劳,其造成了电子组件的大量故障。因此,在预测可靠性时,有必要了解聚合物封装(涂料,盆栽和底部填充物)对焊接接头的影响。已经表明,由于聚合物封装的热膨胀,焊料中存在拉伸应力时,疲劳寿命大大降低。将拉伸应力受试者焊接到环状多轴应力状态中,发现比常规的循环剪切负荷更具破坏性。为了理解其对微电子焊接关节的疲劳寿命的影响,必须隔离拉伸应力成分。因此,为了使无PB的焊接接头构造出独特的标本,以使其符合波动的拉伸应力条件。本文介绍了热机械拉伸疲劳标本的构建和验证。热循环范围与盆栽膨胀特性相匹配,以改变焊接接头施加的拉伸应力的大小。焊接接头几何形状的设计具有比例因子,该比例因子与BGA和QFN焊接接头有关,同时保持简化的应力状态。FEA建模以观察热膨胀期间焊接接头的应力应变行为,以了解各种盆栽材料特性。焊接接头中轴向应力的大小显示出依赖于热膨胀和模量的系数以及热循环的峰值温度。由于样品的热循环辅助,由于盆栽材料的热膨胀而具有各种膨胀性能,焊料接头经历的拉伸应力的大小与焊接的幅度相关联,并为带有封装的电子包装中焊料关节的低周期疲劳寿命提供了新的见解。
印后版本。最终版本在此发布:Mejri, M.、Toubal, L.、Cuillière, J. C. 和 François, V. (2017)。短天然纤维增强塑料与尼龙的疲劳寿命和残余强度。复合材料 B 部分:工程(第 110 卷,第 429-441 页)。 https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2016.11.036 CC BY-NC-ND 4.0