可能会有人问:“直升机和固定翼飞机都是重于空气的飞行器,因此直升机的疲劳和结构完整性与固定翼飞机的疲劳有何不同?”答案在于,通过旋翼而不是固定机翼产生升力会产生一个由高速率施加的大型动态载荷控制的载荷环境。事实上,有人提出,也许不太客气,但确实如此,对直升机部件进行疲劳测试的最简单方法是将它们安装在直升机上,然后让直升机施加疲劳载荷。
用于表征聚合物材料,评估层压石墨/热塑性样品的损伤。本研究确定了疲劳损伤对承受不同疲劳载荷的层压板的时间、温度和频率响应的影响。作者根据其他常规疲劳响应测量方法(如动态刚度和残余强度的变化)解释了 DMA 结果。他们得出结论,尽管还有很多工作要做,但该技术在复合材料中的应用对于界面行为表征以及损伤检测和表征等应用具有巨大潜力。
基于阻抗的结构健康监测 (SHM) 利用粘合到结构上的压电换能器来深入了解被监测对象的物理健康状况。通过观察压电换能器的电阻抗,可以识别结构的变化。典型的阻抗 SHM 测量依赖于阻抗分析仪或其他复杂硬件。本报告中介绍的研究侧重于开发专门用于海军应用的阻抗硬件。在开发原型之前,先在代表性海军结构上验证阻抗 SHM 的功能。对焊接铝试样施加疲劳载荷,并使用阻抗法成功检测疲劳裂纹扩展。然后考虑将阻抗 SHM 原型的组件纳入硬件中,并在铝试样上进行验证。最后,基于阻抗集成电路设计初始原型。
摘要:起落架是飞机的重要结构单元,它确保飞机在地面上安全起飞和降落。根据飞机的类型和大小,起落架有多种布置方式。最常见的类型是三轮式布置,由一个前起落架单元和两个主起落架单元组成。即使在正常着陆操作期间,重载荷(等于飞机的重量)也要由起落架吸收。反过来,要提供接头,使得重集中载荷首先由机身承受,然后分散到周围区域。通常,重集中载荷通过凸耳接头承受。因此,在飞机结构的研发中,设计一种在静态和疲劳载荷条件下防止失效的凸耳接头非常重要。 关键词:起落架类型和布置。
本研究采用材料挤出 (MEX) 技术,特别是多材料单挤出系统,通过混合 PLA 和 TPU 材料来制造功能梯度材料 (FGM)。该过程引入了旨在增强材料界面的梯度过渡。在拉伸和疲劳载荷条件下,对一系列浓度模式(按体积计从 20% 到 80% 的 FGM)进行系统评估。在制造过程中,对实验参数进行细致的控制,包括应力水平、应力比和频率。表征过程需要对 FGM 界面进行比较分析。结果显示,无论材料浓度如何梯度变化,界面强度都有显著增强。这种增强在从较软到较硬的材料成分过渡期间尤为明显。本研究的主要目标有两个:阐明材料在拉伸-拉伸载荷情况下的行为,并全面了解 FGM 界面的复杂性。
在役飞机经常会遭受损坏(Sauer,2009)。这意味着飞机结构不仅要设计为在未损坏时具有足够的强度,还要在损坏时具有足够的剩余强度。复合结构面临的额外挑战是强度下降往往是由结构外部无法目视检测到的损坏(例如分层)引起的。这意味着需要定期检查以检测损坏,这就提出了一个问题:在损坏产生和检查发现损坏之间的这段时间内会发生什么。粗略地说,我们可以说有两种可能性:要么损坏由于疲劳载荷而增加,要么不增加。根据已发布的监管指导材料(美国联邦航空管理局,2010;欧洲航空安全局,2010),这两种情况原则上都是可以接受的。在以下条件下,可以允许损坏缓慢增长
2.2 在船舶结构典型的疲劳载荷循环中,裂纹尖端的应力从拉伸变为压缩。在压缩应力期间以及在载荷循环的部分拉伸部分中,应力强度小于打开裂纹尖端所需的值 K OP ,由于裂纹闭合的影响,不会发生裂纹扩展。在疲劳试验(例如 SSC-448 的试验)中考虑裂纹闭合,其方法为通过测量载荷循环期间的裂纹打开位移并观察载荷与裂纹打开位移曲线中的非线性来确定 K OP 。通过这样确定的 K OP 估计值,可以确定应力强度因子的有效范围� K 有效 。SSC-448 等来源中提供的 da/d/N 与 DK 的关系图实际上是� K 有效 的函数。
复合材料的层间断裂韧性。随着层间断裂特性在材料评级和损伤容限设计中的重要性逐渐被接受,这一主题继续受到广泛关注。本节中的论文讨论了混合模式分层的具体主题,以及使用混合模式弯曲试件和一些新开发的试件(Sriram 等人和 Gong 和 Benzeggagh)在静态和疲劳载荷下生成混合模式失效准则。此外,还介绍了使用夹层或珠子的层间增韧材料中的分层特性(Kageyama 等人、Lee 等人和 Armstrong-Carroll 和 Cochran)。两篇论文(Kussmaul 等人和 Chou 等人)讨论了非单向铺层断裂试件中的分层。此外,还介绍了 III 型分层试验(Sharif 等人);该论文获得了研讨会的最佳演讲奖。
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。
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。