宽频带随机振动环境的疲劳强度强化机理

全轴随机振动环境的疲劳强化机理问题是可靠性强化试验研究的关键技术之一。针对该振动环境的宽带特性对疲劳失效的强化作用进行了讨论,首先研究影响随机应力疲劳强化效能的相关统计参数,然后分析随机应力的频谱带宽如何影响这些统计参数,最后得到频谱带宽对疲劳强化效能的影响,由此揭示全轴随机振动环境宽频带特性的疲劳强化机理。     

可靠性强化试验通用夹具研究

针对可靠性强化试验中全轴随机振动试验的通用夹具问题展开研究,首先提出了基于全轴随机振动环境多轴非比例加载、非高斯幅值分布、宽频带等特性的全新夹具设计要求,然后通过理论分析得出了夹具设计的一般原则,最后设计实现了一种可靠性强化试验通用夹具,并对该夹具进行了测试验证.全轴随机振动试验的夹具设计是可靠性强化试验在工程应用中的关键技术,该文的研究可以为可靠性强化试验的推广应用提供广泛借鉴.     

考虑多轴应力与共振影响的随机振动疲劳寿命预测

目前工程上计算结构随机疲劳寿命时,仍经常采用基于单轴拉-压疲劳寿命(Stress-Number of cycles,S-N)曲线的应力寿命方法。虽然使用简单方便,但这种方法不仅忽视了单轴S-N曲线且不能准确反映结构在多轴应力状态下的疲劳,还忽略了随机振动中共振对结构疲劳寿命的影响,因此该方法在预测结构在随机振动下的疲劳寿命时与实际寿命往往有较大误差。对此引入三轴因子来反映结构在随机振动下的多轴应力状态,同时推广得到其在频域上的表达式,并在此基础上引入非线性函数,提出了一个新的随机振动疲劳损伤参量——多轴振动因子。新的损伤参量不仅同时考虑了结构随机振动下的多轴应力状态与共振对疲劳寿命的影响,而且该损伤参量形式简单,便于工程应用。利用新的随机振动疲劳损伤参量,得到了适用于随机振动下的多轴S-N曲线,从而建立了一种新的随机振动疲劳寿命预测方法。通过对7075-T6和LY12CZ铝合金缺口试件的随机振动疲劳寿命进行预测,结果表明该方法较准确地预测了两种缺口试件随机振动下的疲劳寿命。     

舰船复合材料层合板结构疲劳可靠性分析方法初探

首先,提出了基于应力-强度干涉模型的舰用复合材料结构疲劳可靠性分析方法,即以可靠度指标对舰艇复合材料结构的正常使用安全性加以评价,并将复合材料结构正常使用安全性问题转换为结构在疲劳和环境载荷作用下的损伤与性能退化机理研究以及可靠度计算问题;然后,基于复合材料力学性能的离散特性,进一步探讨了常规安全系数与可靠度的联系;最后,通过算例给出了在已知结构工作应力分布特征和材料疲劳强度特性条件下,如何求解指定服役期间复合材料结构疲劳可靠度的计算方法和计算流程,并对照给出了相应的安全系数,计算得出疲劳可靠度R为0.933。     

疲劳失效构件可靠性强化试验仿真

针对传统可靠性试验所需时间长的问题,在炮闩可靠性评估中引入激发的机制,对失效机理为疲劳失效的闩体挡杆进行可靠性强化试验。基于ADAMS建立了炮闩的虚拟样机,模拟挡杆实际工作状态,分析得到了在正常工况和强化试验条件下挡杆受力载荷谱。在Patran中对挡杆进行"准静态"有限元分析,得到了静态应力分布。依据载荷谱和应力分布,在Fatigue中计算得到了挡杆的疲劳寿命。试验表明强化试验技术可行,有利于缩减可靠性试验的时间。     

两栖装甲车辆车体随机应力统计

为探究某型两栖装甲车辆车体关键部位的疲劳失效原因，测取了不同路面工况下的载荷谱。采用雨流计数法对实测载荷谱进行计数，得到了相应载荷谱中应力循环的均值、幅值计数结果，利用数理统计的方法得到了各种路况的载荷分布模型，为疲劳分析提供了重要的数据并为海上试验及数据分析奠定了基础。雨流法及分布函数参数估计的程序实现，大大提高了随机应力谱的统计处理速度。     

一种随机振动Von Mises应力的计算方法研究

针对随机振动中应力的不确定性,采用模态叠加理论推出了线性系统随机振动von Mises应力均方根值和功率谱密度的计算方法;采用该计算方法对一算例结构进行了von Mises应力均方根值和功率谱密度计算,并针对应力计算结果进行了结构随机振动疲劳分析,通过与已有试验结果的对比,验证了方法的有效性。     

FRC/钢嵌入式T型接头疲劳试验及可靠性分析

为了研究FRC/钢嵌入式T型连接接头疲劳特性,采用真空成型工艺(VARTM)及缝合技术制作T型连接接头,利用Letry疲劳试验机对接头开展拉-拉疲劳试验。根据疲劳试验结果,研究了T型接头在拉-拉疲劳载荷作用下初始损伤特性及损伤演变规律;基于两参数Weibull分布模型,开展T型连接接头疲劳可靠性分析,拟合得到接头在不同应力水平下的疲劳寿命分布规律,给出接头在不同应力水平下疲劳可靠度函数,以及接头在指定可靠度下应力/寿命双对数曲线关系式(R-lnS-lnN曲线)。结果表明,ln ln[1/R(N)]与lnN呈现良好的线性关系,T型接头疲劳寿命服从Weibull分布;疲劳寿命可靠度双对数方程建立了可靠度、疲劳寿命以及疲劳应力的关系,可指导接头疲劳可靠性设计和工程应用。     

金属类MEMS器件可靠性试验技术研究

针对金属类MEMS机构可靠性水平较低且没有标准化的可靠性试验方法的现状,提出将强化试验方法引入金属类MEMS机构的可靠性研究中．确定强化试验的内容为温度循环、随机振动和冲击试验,并分别设计试验剖面．选取MEMS惯性开关作为典型器件开展试验研究,试验结果表明,所设计的可靠性试验能够有效激发MEMS机构的潜在缺陷,温度应力易引起MEMS器件层间产生疲劳效应,而振动和冲击应力则易引发器件结构性损坏;环境应力对MEMS机构具有疲劳累积效应,经历较多试验类型的样本较经历较少试验类型的样本更容易失效;惯性开关的主要失效模式是分层和变形,这2种失效模式在金属类MEMS机构中具有代表性．     

强载柴油机排烟管动力学特性有限元分析及改进

针对某强载柴油主机排烟管多次发生断裂故障的现象,对不被充分关注的排烟管动力学特性和疲劳断裂问题进行了研究.采用热-应力直接耦合场有限元方法,完成了排烟管稳态热负荷下振动模态、振动应力分布及其危险截面疲劳安全系数的计算,确定了薄弱环节.从改变约束条件和改进工艺的角度提出并校核了改进方案,改进试用后,未再发生疲劳断裂问题.     

复合材料层合板疲劳寿命形状参数与门槛值分析方法

复合材料性能具有较大的分散性,在表征复合材料疲劳寿命时,必须考虑分散性的影响。以M21C复合材料开孔层合板为研究对象,采用Sendeckyj等效静强度模型和随机变量函数的概率分布方法推导了复合材料层合板疲劳寿命形状参数和剩余强度形状参数的关系,通过试验和统计的方法获得了M21C复合材料开孔层合板的疲劳寿命形状参数和疲劳门槛值,对载荷放大系数以及低载截除水平的确定提供了数据支持。     

箔条云雷达回波的仿真研究

通过建立箔条干扰下的雷达回波模型,根据回波产生的机理,模拟出回波的幅度服从瑞利分布,相位服从均匀分布。根据统计学原理,推导出箔条云雷达回波的功率谱密度,服从高斯分布。结果与实际相符,说明了该仿真方法的正确性。通过仿真比较和分析了当箔条云中含有静态或动态目标时的雷达回波、幅度分布和相位分布。对箔条干扰研究具有重要意义。     

二维相关的G0分布雷达杂波仿真

G0分布模型可实现对不同均匀度雷达杂波的较好拟合,二维相关G0分布雷达杂波的精确仿真对雷达系统设计和性能评估具有重要意义。在利用分段多项式拟合的方法近似表示非线性变换的基础上,将二维相关的高斯随机过程作为输入,提出了基于无记忆非线性变换的二维相关G0分布雷达杂波仿真方法。更进一步,为了实现对杂波幅度与相关性的独立控制,并仿真具有同相和正交分量的相参雷达杂波,推导了单视条件下G0分布模型的球不变随机过程特征函数表达式,提出了基于球不变随机过程的仿真方法。仿真结果表明,这两种方法均能够仿真产生满足幅度和相关性要求的二维相关G0分布雷达杂波。     

集集地震多维地震动频域非平稳特性分析

基于HHT方法和集集地震实际地震记录,利用可表征地震动频域非平稳特性的瞬时频率时程和瞬时幅值时程,对集集地震多维地震动的频域非平稳分布特性、场地条件及震中距对非平稳特性的影响进行了分析.分析结果表明,瞬时频率方法在地震动频域非平稳特性的定量描述上较穿零率方法更为精确,可较好地反映多维地震动的频域非平稳特性.     

SG高压水室在典型循环工况下的低周疲劳评估

本文应用有限元分析了ＳＧ高压水室在典型负荷波动下的热应力,根据所计算出的峰值应力循环幅,引用低周疲劳设计曲线,对结构的低周疲劳用ＡＳＭＥ规范进行了评估,发现ＳＧ在典型载荷循环下不产生显著的低周疲劳损伤。