【摘要】：疲勞導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞在實(shí)際工程中占到70%左右,其中以振動(dòng)疲勞引起結(jié)構(gòu)破壞最為突出。對于振動(dòng)疲勞的研究主要集中在理論方面以及單軸振動(dòng)疲勞試驗(yàn)方面,研究的內(nèi)容相對不夠全面,特別是對于多軸振動(dòng)疲勞試驗(yàn)的研究。以裂紋梁試件為分析對象,結(jié)合立體視覺方法對單軸、雙軸振動(dòng)疲勞進(jìn)行了試驗(yàn)研究,主要包括預(yù)拉試件和未預(yù)拉試件。由高速數(shù)字圖像相關(guān)系統(tǒng)采集一系列正弦交變載荷作用下預(yù)制裂紋梁試件裂紋周邊區(qū)域的序列數(shù)字散斑圖像,應(yīng)用三維數(shù)字圖像相關(guān)(Digital image correlation,DIC)技術(shù)計(jì)算獲取試件固有頻率的變化、預(yù)制裂紋尖端區(qū)域的位移場及應(yīng)變場。通過對預(yù)制裂紋尖端區(qū)域在不同循環(huán)周期下離面方向位移、主應(yīng)變、離面方向應(yīng)變變化的分析位移、應(yīng)變與循環(huán)周期之間的變化規(guī)律。同時(shí)基于Abaqus和fe-safe平臺(tái),建立試件動(dòng)力學(xué)模型,完成通過模擬單軸、雙軸振動(dòng)疲勞得到的試件裂紋擴(kuò)展情況與運(yùn)用三維數(shù)字圖像相關(guān)方法得到結(jié)果對比。由于模擬所得疲勞壽命結(jié)果,具有一定的準(zhǔn)確性,因此模擬在單軸、雙軸振動(dòng)疲勞下試件厚度、寬度、預(yù)制裂紋深度、寬度、距固定端的長度以及一軸向激振位移的變化對試件疲勞壽命以及裂紋擴(kuò)展的影響進(jìn)行分析,得出預(yù)制裂紋深度、距固定端的長度以及一軸向激振位移對試件疲勞壽命以及裂紋擴(kuò)展影響比較大。論文主要工作包括:1、建立起單軸、雙軸振動(dòng)疲勞的試驗(yàn)系統(tǒng),該系統(tǒng)主要包括疲勞加載系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),其中疲勞加載系統(tǒng)主要由支座、激振器、NI控制設(shè)備、功放、傳感器等組成,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由NI采集設(shè)備、傳感器、高速攝像機(jī)、CCD控制器、圖像采集和分析軟件等組成;2、對未預(yù)拉的裂紋梁試件進(jìn)行以X方向一階固有頻率振動(dòng)疲勞試驗(yàn)。研究在預(yù)制裂紋距激振點(diǎn)不同長度、不同加載加速度時(shí),試件固有頻率的變化以及應(yīng)用立體視覺的方法對單軸振動(dòng)疲勞過程中試件的位移、應(yīng)變場進(jìn)行分析;3、對預(yù)拉的裂紋梁試件進(jìn)行以X方向一階固有頻率振動(dòng)疲勞試驗(yàn)。研究在不同加載加速度時(shí),試件固有頻率的變化以及通過立體視覺的方法對單軸振動(dòng)疲勞過程中試件的位移、應(yīng)變場進(jìn)行分析;4、對未預(yù)拉伸的裂紋梁試件分別以X方向及Z方向以一階固有頻率同時(shí)進(jìn)行振動(dòng)疲勞試驗(yàn)。研究在預(yù)制裂紋距激振點(diǎn)不同長度、不同加載加速度時(shí),試件固有頻率的變化以及通過立體視覺的方法對雙軸振動(dòng)疲勞過程中試件的位移、應(yīng)變場進(jìn)行分析;5、建立裂紋梁試件模型,以fe-safe軟件為計(jì)算平臺(tái),對單軸、雙軸振動(dòng)疲勞進(jìn)行模擬得到試件的疲勞壽命。本研究考慮試件厚度、寬度、預(yù)制裂紋長度、寬度、位置對單軸、雙軸振動(dòng)疲勞壽命和裂紋擴(kuò)展長度的影響以及在雙軸振動(dòng)疲勞過程中,一軸向激振力的變化對雙軸振動(dòng)疲勞試件壽命和裂紋擴(kuò)展長度的影響。
【學(xué)位授予單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O346.2

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本文編號(hào)：2523365