疲劳分散因子是载荷谱下飞机结构的寿命可靠性指标,用来描述疲劳分析与试验结果的可靠性。军用飞机结构强度规范(GJB67.6-2008)规定,采用平均载荷谱进行疲劳分析时,分散因子一般取4,对应可靠度水平为99.87%;采用严酷载荷谱进行疲劳分析时,分散因子取2~4,但具体数值尚不明确。本研究参考大量相关数据,假设载荷谱引起的疲劳损伤与结构临界损伤值服从对数正态分布,从概率统计的角度对分散因子进行理论推导,并给出不同可靠性水平下结构寿命的疲劳分散因子,进一步确定典型结构细节的差分疲劳分散因子,为采用严酷载荷谱进行军用飞机结构疲劳设计和全尺寸疲劳试验奠定基础。
本文概述了美国海岸警卫队的疲劳寿命评估项目 (FLAP) 及其结果在国家安全巡逻艇级船体结构生命周期管理中的应用。FLAP 仪器的关键测量之一包括基于雷达的波浪数据测量系统。这些测量用于确定巡逻艇在服役前五年遇到的运行概况和波浪统计数据。将此信息与设计假设进行比较,以了解设计、实际操作和对长期疲劳损伤预测的影响之间的差异。讨论了操作员的影响。模型测试、专门试验和长期监测为分析和预测的局限性提供了宝贵的见解。讨论了基于可靠性的疲劳寿命预测方法,以及如何使用它们来评估疲劳生命周期管理的选项以及在设计早期考虑疲劳的投资回报率 (ROI)。最后,本文给出了结论和建议,以推进光谱疲劳方法,从而以经济的方式管理船舶结构疲劳。
能够评估结构在受到尖峰态随机激励的情况下的疲劳寿命的主要好处之一是创建加速测试定义。这个想法是将特定的峰度值与给定的功率谱密度 (PSD) 相关联,以减少暴露时间,同时包含与原始稳态和高斯随机测试相同的疲劳损伤潜力。在实践中,工程师将能够模拟某些商用振动控制系统的峰度控制能力对被测设备所经历的疲劳损伤的影响。此过程将使用基于 FE 的疲劳分析工具实现,其中用户指定激励 PSD、峰度值和 FE 结果文件,该文件表示将激励与测试物品的 FE 模型的每个节点或元素处的应力响应联系起来的频率响应函数。获得应力响应 PSD 和相关响应峰度,并提取统计雨流直方图。然后通过将统计雨流直方图与材料疲劳曲线相关联来得出疲劳寿命估计值。
2.2.5.e 对于应力集中区域的元件,即开口的拐角、主要支撑结构构件的肘板的趾部和跟部,在计算航海载荷工况(S + D 设计组合)的屈服利用系数时,材料的屈服应力不应大于 315 N/mm 2。当使用高强度钢不能提高高循环载荷下结构细节的疲劳强度时,这可用作控制高循环疲劳损伤的隐性方法。在许多情况下,由于结构中允许的应力较高,使用高强度钢建造的结构细节的疲劳损伤实际上比使用低碳钢建造的结构细节更严重。这种对高强度钢屈服强度利用的限制不适用于港口/油罐试验载荷工况(S 设计组合)。这些载荷工况所代表的相关失效模式是低周疲劳(重复屈服),可能由于加载/卸载顺序而发生。对于低周疲劳,疲劳强度随屈服强度的增加而增加,并且与材料的屈服强度成正比。另请参阅 2.3.5.h。
2.2.5.e 对于应力集中区域的元件,即开口的拐角、主要支撑结构构件的肘板的趾部和跟部,在计算航海载荷工况(S + D 设计组合)的屈服利用系数时,材料的屈服应力不应大于 315 N/mm 2。当使用高强度钢不能提高高循环载荷下结构细节的疲劳强度时,这可用作控制高循环疲劳损伤的隐性方法。在许多情况下,由于结构中允许的应力较高,使用高强度钢建造的结构细节的疲劳损伤实际上比使用低碳钢建造的结构细节更严重。这种对高强度钢屈服强度利用的限制不适用于港口/油罐试验载荷工况(S 设计组合)。这些载荷工况所代表的相关失效模式是低周疲劳(重复屈服),可能由于加载/卸载顺序而发生。对于低周疲劳,疲劳强度随屈服强度的增加而增加,并且与材料的屈服强度成正比。另请参阅 2.3.5.h。
大地板安装的电池组的现实振动测试,有时称为可充电储能系统(RESS),用于电池电动汽车(BEV)对于开发安全的新电池结构很重要。另一方面,实验室中最坏情况环境的现实复制的要求通常要求昂贵且复杂的基础架构。由于复杂性的增加而导致的环境复制质量和重要的成本驱动力的关键因素是设备必须能够复制所需的频率范围。贡献分析了第一个预测试活动中的数据,以证明为测试设备推导频段要求的可行过程。这里使用的关键方法是疲劳损伤光谱(FDS)分析振动可能导致某些感兴趣的失败机理的潜在损害,尤其是通过相应的双重量化量的“加权”,对应力幅度的相应双重量化依赖性而不是发生的负载周期。这可以很好地评估在某些频率范围内可以在所需的测试设备上选择有理合理且具有成本效益的选择。
钢筋混凝土桥梁结构在使用过程中不仅要承受车辆过境引起的高频疲劳荷载,还要受到腐蚀环境的影响。长期的疲劳荷载除了对钢筋造成疲劳损伤外,还会引起混凝土开裂、孔结构恶化,从而加速外界腐蚀物质的侵入,降低混凝土的耐久性。长期处于腐蚀环境中也会降低混凝土的性能,引起钢筋材料的锈蚀,影响结构的疲劳性能。因此,疲劳荷载和腐蚀对混凝土存在着共同的影响。本文从材料的角度对混凝土在疲劳荷载和腐蚀的共同作用下,即碳化、氯离子侵蚀、冻融循环、硫酸盐侵蚀下的性能退化进行了综述。本文包括 (1) 疲劳荷载和腐蚀联合作用的试验方法描述,(2) 疲劳荷载和腐蚀联合作用下混凝土性能退化的总结,以及 (3) 考虑疲劳损伤的耐久性退化模型和可以考虑腐蚀的疲劳模型的介绍。最后,描述了疲劳荷载和腐蚀联合作用下混凝土未来的潜在研究。
摘要 — 电子系统中焊点寿命估算方法成本高昂且耗时,加上数据有限且不一致,对将可靠性考虑作为电子设备主要设计标准之一提出了挑战。在本文中,设计了一个迭代机器学习框架,使用一组自修复数据来预测焊点的使用寿命,这些数据通过热负荷规格、材料特性和焊点几何形状强化了机器学习预测模型。自修复数据集通过相关驱动神经网络 (CDNN) 迭代注入,以满足数据多样性。结果表明,在很短的时间内,焊点的寿命预测精度得到了非常显著的提高。分别评估了焊料合金和焊料层几何形状对焊点蠕变疲劳损伤演变的影响。结果表明,Sn-Ag-Cu 基焊料合金通常具有更好的性能。此外,蠕变和疲劳损伤演化在 Sn-Pb 和 Sn-Ag-Cu 基焊料合金中分别占主导地位。所提出的框架提供了一种工具,允许在制造的早期阶段对电子设备进行可靠性驱动的设计。
通常使用拼接来保持机翼蒙皮的空气动力学表面整洁。机翼是飞机产生升力的最重要的部件。机翼的设计因飞机类型和用途而异。翼盒有两个关键接头,即蒙皮拼接接头和翼梁拼接接头。内侧和外侧部分的顶部和底部蒙皮通过蒙皮拼接连接在一起。内侧和外侧的前翼梁和后翼梁通过翼梁拼接连接在一起。蒙皮承受机翼中的大部分弯曲力矩,而翼梁承受剪切力。本研究对机翼蒙皮的弦向拼接进行了详细分析。拼接被视为在机翼弯曲引起的平面内拉伸载荷作用下的多排铆钉接头。对接头进行了应力分析,以预测旁路载荷和轴承载荷引起的铆钉孔处应力。应力是使用有限元法在 PATRAN/NASTRAN 的帮助下计算的。疲劳裂纹将出现在机身结构中高拉伸应力的位置。此外,研究了这些位置总是高应力集中的位置。结构构件的寿命预测需要一个疲劳损伤累积模型。各种应力比和局部的应力寿命曲线数据
• 基本设计概念:极限载荷、极限载荷、安全系数、安全裕度 • 飞机载荷:惯性载荷、载荷系数;设计练习 • 金属:产品形式、物理和机械性能、失效模式、设计允许值;热机械加工 • 纤维增强层压复合材料:产品形式、物理和机械性能;失效模式;设计允许值;加工 • 材料选择:铝、钛、钢、复合材料和新兴结构材料; • 静态强度设计:高载荷拉伸结构;组合载荷;设计练习 • 机械接头:螺栓和铆钉;粘合和焊接接头;凸耳和配件;设计练习 • 薄壁结构:紧凑梁的弯曲和扭转回顾 • 薄壁结构:薄壁梁剪切流分析简介 • 半张力现场梁;设计练习; • 有限元方法简介 • 屈曲和刚度要求设计:薄壁和组合结构的屈曲 • 部件设计:机翼和尾翼、机身、起落架、附件 • 损伤容限设计:结构裂纹扩展;断裂力学简介;临界裂纹长度;分析练习;大面积疲劳损伤;检查安排 • 耐久性设计:疲劳;分析练习;腐蚀 • 认证:分析和验证要求、部件和飞机测试要求