收藏本站
《兰州理工大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

不同载荷下缺口参数对轴类零件低周疲劳寿命的影响

段红燕  
【摘要】:具有环形缺口的圆轴构件的疲劳问题一直是人们所关注的热点问题。目前单轴缺口疲劳的研究已趋成熟,而多轴缺口疲劳寿命有许多问题尚待解决。在工程实际中,只受单轴应力状态的情况是极少见的。即使外部只受单轴应力状态,在缺口处也往往是处于多轴应力状态,开展缺口轴类零件的疲劳寿命预测研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本文通过理论分析和大量实验,系统研究具有环形缺口轴的疲劳寿命问题。论文的主要工作和取得的主要成果如下: (1)总结影响缺口轴疲劳寿命的影响因素并对其分类分析。基于传统的疲劳寿命模型,建立缺口轴的疲劳寿命估算模型,评判几种安全寿命预测模型及其影响因素。基于缺口尖端附近的应力场表达式,得出无量纲因子。应用建立的缺口轴疲劳寿命模型,通过计算,得到了缺口半径、缺口张开角和缺口深度与无量纲因子的关系表达式。结果表明,对具有环形缺口的圆杆,可以把无量纲因子作为表征参量,统一描述环形裂纹、环形钝裂纹和环形切口问题。 (2)缺口轴在低周拉压、悬臂弯曲及悬臂弯扭载荷下的疲劳实验研究。设计在立式疲劳试验机上进行弯曲、扭转和弯扭组合疲劳实验的组合夹具;在日本岛津(SHIMADZU EHF-EM100kN)新型电液伺服疲劳试验机上进行具有缺口的圆轴在拉压、悬臂弯曲及悬臂弯扭载荷下的低周疲劳实验。通过实验和分析,获得缺口半径、缺口深度和缺口张开角在三种载荷条件下对缺口轴疲劳寿命的影响。结果表明,缺口半径、缺口深度和缺口张开角都是无量纲因子的函数,而且随着缺口半径逐渐增大,缺口轴的疲劳寿命基本呈现增大的趋势。随着切径比的逐渐增大,缺口轴的疲劳寿命呈下降趋势。缺口张开角在小于90°时,对缺口轴疲劳寿命的影响基本可以忽略,证明了所建立的缺口轴疲劳寿命模型的有效性。 (3)针对影响缺口轴疲劳寿命因素多,且各因素间存在交互作用的问题,提出一种基于Matlab的BP人工神经网络的多因素疲劳寿命预测方法。仿真结果表明,这种方法用来预测缺口参数(缺口半径、缺口深度和缺口张开角)对缺口轴疲劳寿命的影响时具有较高的精度、良好的自适应和自学习的智能化特征等优点,克服了传统计算方法计算量大,要依赖于数学模型的缺点。 (4)通过悬臂弯扭复合载荷作用下的典型断口分析,获得多轴循环加载下的疲劳裂纹萌生和扩展规律。疲劳裂纹萌生在试样外表面的最大等效应力处,且呈现疲劳裂纹的多源性。疲劳裂纹在试样外表面形成后,呈放射状向内部扩展。随着载荷的加大,瞬断区的撕裂面积逐步增大,且各瞬断区都均偏离中心。分析结果为多轴疲劳过程和疲劳失效机制提供了理论依据。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O346.2

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 赵志平;李新勇;李有堂;段红艳;魏伟;;不同重熔处理对镍基粉末合金热喷涂件疲劳性能的影响[J];粉末冶金技术;2012年01期
2 李新勇;;不同重熔处理对镍基自溶性粉末合金涂层构件疲劳性能的影响[J];兰州理工大学学报;2012年04期
3 赵志平;李新勇;李有堂;段红艳;魏伟;;不同重熔条件下热喷涂柱塞件的疲劳性能分析[J];材料热处理学报;2012年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 赵志平;重熔时间及涂层厚度对火焰热喷涂件疲劳性能的影响[D];兰州理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 齐红宇,温卫东,孙联文;基于刚度下降的疲劳累积损伤模型的研究[J];北京航空航天大学学报;2004年12期
2 纪冬梅;胡毓仁;;基于小波神经网络和疲劳曲线的结构疲劳寿命及可靠度预测[J];船舶力学;2006年05期
3 俞醒言;仇亚军;叶健熠;季少华;陈光;;Cr4Mo4V钢滚道表面缺陷对接触疲劳寿命的影响[J];轴承;2006年08期
4 王雷,王德俊;多轴疲劳寿命预测及验证[J];东北大学学报;2002年02期
5 袁季修;关于汽轮发电机轴系扭应力设计准则[J];东方电气评论;1997年03期
6 付丽强,林桐,吴维青;神经网络在材料低周疲劳寿命预测中的应用[J];福州大学学报(自然科学版);2001年05期
7 吕培印,李庆斌,张立翔;混凝土拉-压疲劳损伤模型及其验证[J];工程力学;2004年03期
8 吕培印,李庆斌,张立翔;定侧压混凝土双压疲劳损伤模型[J];工程力学;2004年05期
9 马平;拉伸载荷下环形切口试件的应力集中系数[J];兰州理工大学学报;2004年04期
10 李有堂;于立群;;扭转条件下过渡圆角半径及径比对圆轴疲劳寿命的影响[J];兰州理工大学学报;2008年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王卫国;轮盘低循环疲劳寿命预测模型和试验评估方法研究[D];南京航空航天大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭阿明;王力忠;田秋月;;疲劳裂纹钻孔止裂技术研究[J];四川建筑科学研究;2008年04期
2 翁兴中;蔡良才;;基于神经网络理论的机场沥青道面状况评定[J];四川建筑科学研究;2010年01期
3 吴永根;李文蕾;黄命辉;刁军亮;;玄武岩纤维机场道面混凝土弯曲疲劳性能试验研究[J];四川建筑科学研究;2012年03期
4 李瑞琪;程乃伟;郭燕;;基于蚁群神经网络火灾信息处理技术研究[J];安防科技;2011年07期
5 欧钊荣;谭宗琨;苏永秀;;BP神经网络模型在甘蔗绵蚜虫发生发展气象等级预报中的应用研究[J];安徽农业科学;2008年21期
6 任向辉;王运兵;崔建新;李嘉;李松伟;;色板对葱蓟马诱捕量的BP神经网络模型预测[J];安徽农业科学;2009年31期
7 卢宪辉;金佩玉;纪玉蕊;王洲;胡瑞轩;杨启霞;;适合海水养殖使用的光合细菌培养基的优化[J];安徽农业科学;2010年04期
8 林雯;;基于计算机视觉和神经网络的芒果外观等级分类研究[J];安徽农业科学;2010年23期
9 华常春;高桂枝;;京杭大运河扬州段水污染研究[J];安徽农业科学;2010年27期
10 王瑞梅;傅泽田;何有缘;;基于神经网络的模糊系统池塘淡水养殖溶解氧预测模型[J];安徽农业科学;2010年33期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张帆;全景视觉图像质量优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
3 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
4 朱松;随机回归神经网络的动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
5 刘艳萍;焊接桥梁钢疲劳裂纹扩展行为研究[D];华中科技大学;2010年
6 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年
7 武淑艳;固相再生AZ31B镁合金的组织性能及氧化相表征[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 韩强;CFRP-混凝土界面粘结滑移机理研究[D];华南理工大学;2010年
9 林荣伟;CFL加固RC梁疲劳裂纹扩展规律及寿命预测[D];华南理工大学;2010年
10 陈文正;保险公司债券投资研究[D];南开大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李恩重;徐滨士;王海斗;郭伟玲;;玻璃纤维增强PEEK复合材料的高速干摩擦性能[J];工程塑料应用;2012年05期
2 徐滨士,李长久,刘世参,马世宁;表面工程与热喷涂技术及其发展[J];中国表面工程;1998年01期
3 赵力东,ErichL,李新;热喷涂技术的新发展[J];中国表面工程;2002年03期
4 司洪娟;徐滨士;王海斗;马国政;;复合Zn/ZnS层的组织结构及其大气与真空环境下的摩擦学性能[J];中国表面工程;2010年01期
5 张伟;郭永明;陈永雄;;热喷涂技术在产品再制造领域的应用及发展趋势[J];中国表面工程;2011年06期
6 田斌;王成彪;胡斌;岳文;刘家浚;;热处理对中频感应重熔NiCrBSi涂层抽油光杆性能的影响[J];中国表面工程;2011年06期
7 王利民;许一;高飞;于鹤龙;张博;徐滨士;乔英杰;;凹凸棒石黏土作为润滑油添加剂的摩擦学性能[J];中国表面工程;2012年03期
8 杜令忠;徐滨士;杨华;张伟刚;;超音速等离子喷涂12Co-WC涂层在含沙油润滑条件下的摩擦学行为[J];材料保护;2007年10期
9 于惠博;孙宏飞;武彬;刘美淋;;降低涂层孔隙率的研究进展[J];材料导报;2007年01期
10 张朝晖;廖秋尽;程荆卫;王富耻;;双金属复合材料固相结合数值仿真研究[J];材料工程;2006年10期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王泓;材料疲劳裂纹扩展和断裂定量规律的研究[D];西北工业大学;2002年
2 陈於学;基于接触力学的圆柱滚子轴承振动研究[D];华中科技大学;2005年
3 温泽峰;钢轨波浪形磨损研究[D];西南交通大学;2006年
4 徐楠;42CrMo钢疲劳可靠性分析与裂纹萌生微观机理研究[D];山东大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 赵志平;李新勇;段红艳;李有堂;;涂层厚度对火焰热喷涂件拉压疲劳性能的影响[J];材料热处理学报;2012年S2期
2 赵志平;李有堂;李新勇;;重熔时间对热喷焊件疲劳寿命及磨损性能的影响[J];材料热处理学报;2013年07期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 赵志平;重熔时间及涂层厚度对火焰热喷涂件疲劳性能的影响[D];兰州理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贺小帆,刘文珽;服从不同分布的疲劳寿命分散系数分析[J];北京航空航天大学学报;2002年01期
2 刘文,李玉海,贾国荣;腐蚀条件下飞机结构使用寿命的评定与监控[J];北京航空航天大学学报;1996年03期
3 张祖明,田怀祥,李玲爱,潘伯庆,王瑞琪,许福本;复杂系统──印刷机械的可靠性预测理论和方法研究[J];北京印刷学院学报;1994年01期
4 李玲爱,张祖明,刘彤胤;转轴的疲劳可靠性设计[J];北京印刷学院学报;1998年01期
5 王卫国,郑雯;12Cr1MoV钢低周疲劳损伤研究[J];材料科学与工艺;2005年02期
6 张乐福,谢长生,张以增;人工神经网络在材料实验数据处理中的应用[J];材料科学与工艺;1997年01期
7 赵永利,孙伟;混凝土材料疲劳损伤方程的建立[J];重庆交通学院学报;1999年01期
8 赵永利,孙伟;砼材料非线性多级疲劳损伤方程的建立[J];重庆交通学院学报;1999年02期
9 俞醒言;仇亚军;叶健熠;季少华;陈光;;Cr4Mo4V钢滚道表面缺陷对接触疲劳寿命的影响[J];轴承;2006年08期
10 刘佑平;提高球墨铸铁曲轴使用寿命的热加工工艺[J];柴油机;2000年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 吕培印;混凝土单轴、双轴动态强度和变形试验研究[D];大连理工大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭成璧,张文孝,黄宏发,梁莎莉,倪华;多维应力状态下LD8铝合金高温低周疲劳寿命的评价[J];大连理工大学学报;1996年03期
2 刘庆刚;于新奇;沈士明;;疲劳载荷分布形式对构件寿命的影响[J];核动力工程;2009年05期
3 战仁瑞;平面复合型疲劳裂纹扩展问题[J];西南石油学院学报;1982年01期
4 曾春华;疲劳设计方法的进展[J];力学进展;1988年02期
5 房德馨;孙丰华;宫照坤;贾阿兴;曲延安;;振动处理技术对焊接构件疲劳特性的影响[J];实验力学;1991年01期
6 曾超;;钢桥构件按疲劳寿命服从威布尔分布的可靠度计算[J];西南交通大学学报;1993年05期
7 吴启鹤,叶笃毅,杨英;一种估算结构件随机疲劳寿命的新方法[J];工程力学;1995年02期
8 吕澎民,赵邦华,严隽耄;一种新型的宽带随机谱下疲劳寿命计算模型的建立与分析[J];计算力学学报;1997年02期
9 杨晓华,马晋生,李年;汽轮机叶片材料的疲劳板限与疲劳寿命估算[J];机械强度;1998年04期
10 韩利红,初业隆,柴伟健,邢修三;一个估算疲劳寿命的解析公式[J];北京理工大学学报;1999年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘世永;刘德义;刘世程;李辉;秦晓锋;;未溶碳化物对60Si2CrVAT弹簧钢疲劳性能的影响[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(一)[C];2007年
2 赖正聪;王时越;杨锡阶;景江峰;马云伟;;玻璃纤维土工格栅疲劳性能试验研究[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(一)[C];2007年
3 倪侃;张圣坤;;二级低高和高低加载下疲劳寿命可靠性预测[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ卷)[C];1998年
4 崔德渝;张行;;预估构件中周疲劳寿命的损伤力学方法[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
5 徐学东;;既有铁路混凝土桥梁疲劳寿命预测及可靠性分析[A];工程安全及耐久性——中国土木工程学会第九届年会论文集[C];2000年
6 赵钦新;朱丽慧;顾海澄;陆燕荪;;P91钢高温低周疲劳性能研究[A];中国动力工程学会第三届青年学术年会论文集[C];2005年
7 朱若燕;李明龙;;起重机剩余寿命估算方法的探讨[A];12省区市机械工程学会2006年学术年会湖北省论文集[C];2006年
8 杨怡;黄培彦;;预应力CFL增强RC梁的疲劳性能研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
9 刘逸平;何庭蕙;朱国何;汤立群;黄小清;;液体橡胶基混凝土的弯曲疲劳性能研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
10 段庆全;张宏;;X80管线钢力学性能的实验研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 张晓梅;为高级客车国产化铺路[N];中国交通报;2002年
2 方舟;特殊用途超洁净轴承钢的发展[N];世界金属导报;2006年
3 本报首席记者 包斯文 通讯员 孟心仪 何冬梅;20%的新品开发率是如何实现的?[N];中国冶金报;2008年
4 安世亚太 雷先华;结构疲劳分析技术新进展[N];中国航空报;2006年
5 记者 陈黎明 通讯员 江兴讯;高速客车用弹簧钢在兴澄特钢亮相[N];中国冶金报;2007年
6 林立恒;阀门弹簧用线材特点[N];世界金属导报;2010年
7 安世亚太 孟志华;ANSYS稳健设计[N];中国航空报;2005年
8 邹洁;突破热处理瓶颈 进一步提高齿轮质量[N];中国工业报;2007年
9 王文斌;应变监测系统为港口装卸设备实时“体检”[N];中国交通报;2007年
10 肖英龙;日本功能性船板开发使用现状[N];世界金属导报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐虹;汽车件的冷挤压工艺与疲劳寿命智能分析系统的研究[D];吉林大学;2005年
2 弯艳玲;蜻蜓翅翼三维空间结构的动力学与疲劳寿命研究[D];吉林大学;2010年
3 马存旺;直升机复合材料桨叶分层特性及疲劳寿命研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 王勇;电厂锅炉汽包低周疲劳寿命评估技术及压力管道结构分析研究[D];浙江大学;2002年
5 孙作振;基于区间法的结构非概率可靠性研究[D];吉林大学;2014年
6 龚顺风;海洋平台结构碰撞损伤及可靠性与疲劳寿命评估研究[D];浙江大学;2003年
7 刘翔;面向动力性能的抗冰导管架平台优化设计研究[D];大连理工大学;2008年
8 郑淳;基于断裂力学的公路钢桥疲劳寿命可靠度方法研究[D];华南理工大学;2013年
9 徐立;基于过程集成技术的铝合金轮毂疲劳寿命研究[D];浙江大学;2009年
10 刘宇;基于半圆弯曲试验的沥青混合料动态响应及断裂性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 石成恩;活性粉末混凝土(RPC)的弯曲疲劳寿命研究[D];福州大学;2005年
2 杨学贵;水镁石纤维混凝土的疲劳性能试验研究[D];长安大学;2005年
3 申健;挤压变形镁合金的低周疲劳性能[D];沈阳工业大学;2005年
4 赵霞;某涡浆发动机涡轮转子强度与寿命计算[D];南京航空航天大学;2005年
5 冯刚;白车身强度台架试验方法及疲劳寿命的研究[D];重庆大学;2005年
6 孟剑;碳纤维复合材料高压储氢容器力学模型分析与抗疲劳研究[D];浙江大学;2006年
7 许志贵;特种喷洒装备管路系统振动分析与耐久性评价[D];武汉理工大学;2006年
8 李晓波;汽轮发电机组轴系扭振建模与寿命损耗分析[D];华北电力大学(北京);2006年
9 丁达伟;低温钢纤维混凝土梁抗折疲劳特性的试验研究[D];安徽理工大学;2006年
10 李凯;老龄飞机的疲劳损伤[D];中国民用航空学院;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026