基于臨界域內(nèi)稟損傷耗散的新型應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)理論
發(fā)布時(shí)間:2021-04-10 19:55
疲勞失效作為最嚴(yán)重的材料破壞形式之一,危及著構(gòu)件安全運(yùn)行并可能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域,約有80%以上的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度破壞都是由于疲勞造成的,如鐵軌、飛機(jī)、航天器、汽輪機(jī)及軋機(jī)傳動(dòng)軸等都不同程度受到疲勞失效的威脅。由于現(xiàn)代機(jī)械構(gòu)件大多數(shù)需要滿(mǎn)足長(zhǎng)壽命使用要求,使得高周疲勞損傷成為了構(gòu)件主要損傷形式之一。過(guò)低估計(jì)結(jié)構(gòu)件高周疲勞強(qiáng)度無(wú)法發(fā)揮其強(qiáng)度潛能,不利于提高經(jīng)濟(jì)效益,而過(guò)高估計(jì)則威脅結(jié)構(gòu)件服役安全性,可能導(dǎo)致安全事故,因此,開(kāi)展結(jié)構(gòu)件高周疲勞強(qiáng)度高精度預(yù)測(cè)具有深遠(yuǎn)的工程應(yīng)用價(jià)值,而構(gòu)建相應(yīng)的理論模型是解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。以應(yīng)力不變量法、臨界損傷面法、細(xì)觀(guān)積分法、能量法和損傷力學(xué)法等為代表的臨界點(diǎn)法,聚集危險(xiǎn)點(diǎn)處應(yīng)力應(yīng)變,以危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力應(yīng)變構(gòu)建損傷控制參數(shù)從而建立高周疲勞破壞準(zhǔn)則。結(jié)構(gòu)件高周疲勞損傷是發(fā)生于某一特定區(qū)域的、漸變的、并伴有裂紋萌生和擴(kuò)展的過(guò)程,因此,臨界點(diǎn)法與高周疲勞破壞物理現(xiàn)象不吻合,而臨界域方法聚焦某一特定區(qū)域疲勞損傷歷程,與疲勞破壞物理現(xiàn)象相吻合。以傳統(tǒng)應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)法為代表的臨界域方法,雖有較強(qiáng)的物理意義,但場(chǎng)域破壞應(yīng)力函數(shù)及其權(quán)函數(shù)缺乏相應(yīng)的力學(xué)機(jī)理,缺乏破壞...
【文章來(lái)源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:132 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
測(cè)試模型預(yù)測(cè)
第6章典型缺口件壽命預(yù)測(cè)-101-設(shè)置材料參數(shù)如圖6-8所示。根據(jù)文獻(xiàn)[99],試樣施加載荷如表6-4所示,含有位移載荷和力載荷,力載荷為對(duì)稱(chēng)拉壓施載,對(duì)應(yīng)有限元模型中位移加載端和力加載端,如圖6-9所示。需要指出的是,為提高有限元分析速度,舍棄DN-B過(guò)渡圓弧夾持端,將加載力和位移直接加載試驗(yàn)段?紤]到對(duì)稱(chēng)拉壓,由式(2-34)可知,Dc為一定值,可取0.5[72]。將UMAT子程序damvar.f嵌入有限元ABAQUS,實(shí)現(xiàn)初始臨界域內(nèi)每一個(gè)積分點(diǎn)無(wú)損狀態(tài)下?lián)p傷驅(qū)動(dòng)力和當(dāng)量應(yīng)力幅計(jì)算,并這些數(shù)據(jù)輸入.dat文件,圖6-10為DN-A雙缺口試件初始臨界域損傷驅(qū)動(dòng)力場(chǎng)和當(dāng)量應(yīng)力幅常圖6-7DN-A雙缺口試件有限元模型Fig.6-7FiniteelementmodelofDN-Adouble-notchspecimen圖6-8DN-B型雙缺口試件有限元模型Fig.6-8FiniteelementmodelofDN-Bdouble-notchspecimen
DN-B型雙缺
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于非線(xiàn)性損傷理論的焊接疲勞設(shè)計(jì)[J]. 薛齊文,杜秀云. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]基于應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)法的缺口構(gòu)件場(chǎng)強(qiáng)值算法[J]. 趙丙峰,謝里陽(yáng),趙志強(qiáng),宋佳昕. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(24)
[3]考慮附加強(qiáng)化效應(yīng)的多軸穩(wěn)態(tài)循環(huán)塑性本構(gòu)模型[J]. 李靜,李春旺,張忠平. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(11)
[4]應(yīng)力比對(duì)WC-Co硬質(zhì)合金疲勞性能的影響[J]. 陳振華,黃瑞明,陳鼎,張忠健,徐濤. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[5]各種平均應(yīng)力下高周疲勞極限間的定量關(guān)系[J]. 蔡曉靜,許金泉. 工程力學(xué). 2015(10)
[6]考慮附加強(qiáng)化效應(yīng)的多軸高周疲勞損傷演化模型[J]. 彭艷,李浩然. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(16)
[7]基于總應(yīng)變能的多軸疲勞模型研究[J]. 孫楠楠,李國(guó)祥,白書(shū)戰(zhàn),王洋,魏濤. 船舶力學(xué). 2015(04)
[8]譜載荷下加載次序效應(yīng)定量評(píng)價(jià)的初步研究[J]. 儲(chǔ)軍,鄭松林. 中國(guó)機(jī)械工程. 2015(03)
[9]工程構(gòu)件疲勞壽命估算的三維臨界域法[J]. 夏天翔,姚衛(wèi)星,李旭東,姜志平. 南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[10]LY12CZ鋁合金在多軸兩級(jí)階梯譜下疲勞累積損傷理論的對(duì)比研究[J]. 夏天翔,姚衛(wèi)星,許力蒲. 航空材料學(xué)報(bào). 2014(03)
博士論文
[1]金屬材料應(yīng)力疲勞壽命評(píng)價(jià)模型[D]. 侯善芹.上海交通大學(xué) 2016
[2]結(jié)構(gòu)多軸疲勞壽命預(yù)測(cè)的場(chǎng)強(qiáng)法[D]. 夏天翔.南京航空航天大學(xué) 2016
[3]復(fù)雜應(yīng)力場(chǎng)下結(jié)構(gòu)高周疲勞壽命分析[D]. 張成成.南京航空航天大學(xué) 2010
[4]損傷力學(xué)方法預(yù)估構(gòu)件的疲勞裂紋形成壽命[D]. 譚文鋒.燕山大學(xué) 2009
[5]金屬材料的多軸疲勞行為與壽命估算[D]. 王英玉.南京航空航天大學(xué) 2005
碩士論文
[1]基于損傷力學(xué)的多軸高周疲勞壽命預(yù)測(cè)方法研究[D]. 李浩然.燕山大學(xué) 2015
[2]基于A(yíng)NSYS的損傷力學(xué)—有效應(yīng)力法預(yù)估構(gòu)件壽命[D]. 丁新星.燕山大學(xué) 2011
本文編號(hào):3130244
【文章來(lái)源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:132 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
測(cè)試模型預(yù)測(cè)
第6章典型缺口件壽命預(yù)測(cè)-101-設(shè)置材料參數(shù)如圖6-8所示。根據(jù)文獻(xiàn)[99],試樣施加載荷如表6-4所示,含有位移載荷和力載荷,力載荷為對(duì)稱(chēng)拉壓施載,對(duì)應(yīng)有限元模型中位移加載端和力加載端,如圖6-9所示。需要指出的是,為提高有限元分析速度,舍棄DN-B過(guò)渡圓弧夾持端,將加載力和位移直接加載試驗(yàn)段?紤]到對(duì)稱(chēng)拉壓,由式(2-34)可知,Dc為一定值,可取0.5[72]。將UMAT子程序damvar.f嵌入有限元ABAQUS,實(shí)現(xiàn)初始臨界域內(nèi)每一個(gè)積分點(diǎn)無(wú)損狀態(tài)下?lián)p傷驅(qū)動(dòng)力和當(dāng)量應(yīng)力幅計(jì)算,并這些數(shù)據(jù)輸入.dat文件,圖6-10為DN-A雙缺口試件初始臨界域損傷驅(qū)動(dòng)力場(chǎng)和當(dāng)量應(yīng)力幅常圖6-7DN-A雙缺口試件有限元模型Fig.6-7FiniteelementmodelofDN-Adouble-notchspecimen圖6-8DN-B型雙缺口試件有限元模型Fig.6-8FiniteelementmodelofDN-Bdouble-notchspecimen
DN-B型雙缺
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于非線(xiàn)性損傷理論的焊接疲勞設(shè)計(jì)[J]. 薛齊文,杜秀云. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]基于應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)法的缺口構(gòu)件場(chǎng)強(qiáng)值算法[J]. 趙丙峰,謝里陽(yáng),趙志強(qiáng),宋佳昕. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(24)
[3]考慮附加強(qiáng)化效應(yīng)的多軸穩(wěn)態(tài)循環(huán)塑性本構(gòu)模型[J]. 李靜,李春旺,張忠平. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(11)
[4]應(yīng)力比對(duì)WC-Co硬質(zhì)合金疲勞性能的影響[J]. 陳振華,黃瑞明,陳鼎,張忠健,徐濤. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[5]各種平均應(yīng)力下高周疲勞極限間的定量關(guān)系[J]. 蔡曉靜,許金泉. 工程力學(xué). 2015(10)
[6]考慮附加強(qiáng)化效應(yīng)的多軸高周疲勞損傷演化模型[J]. 彭艷,李浩然. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(16)
[7]基于總應(yīng)變能的多軸疲勞模型研究[J]. 孫楠楠,李國(guó)祥,白書(shū)戰(zhàn),王洋,魏濤. 船舶力學(xué). 2015(04)
[8]譜載荷下加載次序效應(yīng)定量評(píng)價(jià)的初步研究[J]. 儲(chǔ)軍,鄭松林. 中國(guó)機(jī)械工程. 2015(03)
[9]工程構(gòu)件疲勞壽命估算的三維臨界域法[J]. 夏天翔,姚衛(wèi)星,李旭東,姜志平. 南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[10]LY12CZ鋁合金在多軸兩級(jí)階梯譜下疲勞累積損傷理論的對(duì)比研究[J]. 夏天翔,姚衛(wèi)星,許力蒲. 航空材料學(xué)報(bào). 2014(03)
博士論文
[1]金屬材料應(yīng)力疲勞壽命評(píng)價(jià)模型[D]. 侯善芹.上海交通大學(xué) 2016
[2]結(jié)構(gòu)多軸疲勞壽命預(yù)測(cè)的場(chǎng)強(qiáng)法[D]. 夏天翔.南京航空航天大學(xué) 2016
[3]復(fù)雜應(yīng)力場(chǎng)下結(jié)構(gòu)高周疲勞壽命分析[D]. 張成成.南京航空航天大學(xué) 2010
[4]損傷力學(xué)方法預(yù)估構(gòu)件的疲勞裂紋形成壽命[D]. 譚文鋒.燕山大學(xué) 2009
[5]金屬材料的多軸疲勞行為與壽命估算[D]. 王英玉.南京航空航天大學(xué) 2005
碩士論文
[1]基于損傷力學(xué)的多軸高周疲勞壽命預(yù)測(cè)方法研究[D]. 李浩然.燕山大學(xué) 2015
[2]基于A(yíng)NSYS的損傷力學(xué)—有效應(yīng)力法預(yù)估構(gòu)件壽命[D]. 丁新星.燕山大學(xué) 2011
本文編號(hào):3130244
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