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《西北工业大学》 2001年
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基于小裂纹扩展的疲劳全寿命计算方法研究

肖方红  
【摘要】: 疲劳寿命预测是结构损伤容限分析技术的重要组成部分。在疲劳寿命分 析中,对于裂纹形成寿命的预测,通常采用疲劳累积损伤理论,而对于裂纹 扩展寿命的预测,则采用断裂力学的理论。由于这两种理论给出的寿命不能 很好地衔接起来,不便于构件的疲劳全寿命分析,因此,用统一的理论来估 算疲劳裂纹形成和扩展寿命,发展疲劳全寿命计算方法已成为疲劳研究中的 一个重要课题。 首先,本文通过对疲劳裂纹扩展特性和主要影响因素的分析,建立起了 疲劳裂纹扩展闭合系数U与不同应力比R下裂纹扩展参数C(R)的关系式,并 提出了一种裂纹扩展参数C(R)的拟合方法。在此基础上,通过引入当量损伤 寿命模型的迟滞系数,发展了随机谱载下的裂纹扩展速率公式,实例分析表 明这一方法能较好地预测试件的裂纹扩展寿命。 其次,本文根据小裂纹的扩展特性,通过在应力强度因子中引入疲劳积 分初值a_o,仍然用应力强度因子幅值△K来表征裂纹扩展的参量,并考虑到小 裂纹闭合的尺寸效应,给出了小裂纹扩展的速率公式。通过对疲劳积分初值a_o 的实例分析,结果表明,可近似地将积分初值a_o看成与所加应力水平无关而 仅与试件材料、几何形状、应力集中系数K_1有关的常数来处理。 最后,本文建立了等幅和随机载荷下的疲劳全寿命速率公式,并进行了 大量的等幅和随机谱载下的疲劳全寿命实例分析。结果表明,本文发展的等 幅载荷下的疲劳全寿命速率公式对疲劳寿命关键的一段能得出较好的预测; 随机谱载下的全寿命速率公式,经用一个试件试验寿命来反推a_o,然后预测 其它谱型的寿命得出的结果与试验值符合较好。因此,本文为疲劳全寿命预 测提出了一种较好的方法。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:O346.2

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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9 王晓珍;全瓷冠修复材料的疲劳可靠性分析[D];西安电子科技大学;2011年
10 张海蛟;平板网架结构中十字板—焊接空心球连接常幅疲劳性能的理论与试验研究[D];太原理工大学;2011年
【同被引文献】
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【二级引证文献】
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4 夏杰生;我国球墨铸铁轧辊激光表面强化技术达国际先进水平[N];中国冶金报;2007年
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4 朱明亮;汽轮机转子钢近门槛值区的裂纹扩展与超高周疲劳行为研究[D];华东理工大学;2011年
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6 沈健;大体积桥塔既有裂纹在温度疲劳荷载下扩展概率研究[D];武汉理工大学;2013年
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1 肖方红;基于小裂纹扩展的疲劳全寿命计算方法研究[D];西北工业大学;2001年
2 陈黎明;球磨机筒体应力的三维有限元分析及其剩余寿命预测研究[D];中南大学;2004年
3 梅继法;纳米尺度黏着接触和裂纹扩展的准连续介质方法研究[D];复旦大学;2010年
4 牛海燕;裂隙岩体锚固效应数值模拟研究[D];山东大学;2010年
5 冒小萍;应力断料中裂纹扩展的数值模拟研究[D];兰州理工大学;2004年
6 张新峰;起重机桁架臂疲劳全寿命评估与分析[D];大连理工大学;2013年
7 杨达;基于ANSYS分析的加氢反应器裂纹扩展研究[D];东北石油大学;2010年
8 莫涛;SUS304不锈钢裂纹尖端的室温蠕变现象及其对疲劳裂纹扩展行为的影响[D];大连理工大学;2005年
9 郑选荣;沥青混凝土加铺层反射裂缝的形成与扩展研究[D];西安科技大学;2005年
10 赵颜辉;装药结构对爆炸能量传递影响的试验研究[D];安徽理工大学;2005年
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