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基于时空神经网络的金属疲劳裂纹扩展预测
1
作者 梁佳铭 余音 胡祎乐 《上海交通大学学报》 北大核心 2026年第3期511-521,共11页
提出一种基于时空神经网络(STNN)的图像驱动模型,基于铝合金材料疲劳试验,开展了裂纹扩展预测研究.设计了边裂纹、0°裂纹角度试验件,进行了15.0%极限载荷水平的疲劳试验.通过数字图像相关(DIC)设备拍摄试件变形图片,得到5511帧位... 提出一种基于时空神经网络(STNN)的图像驱动模型,基于铝合金材料疲劳试验,开展了裂纹扩展预测研究.设计了边裂纹、0°裂纹角度试验件,进行了15.0%极限载荷水平的疲劳试验.通过数字图像相关(DIC)设备拍摄试件变形图片,得到5511帧位移场图像.对获得的试验图像数据进行了插值、数据增强和维度转换等,构建了STNN的数据集.分别利用卷积长短期记忆(Conv-LSTM)和SimVP两种STNN方法进行了疲劳裂纹扩展的预测,计算了其结构相似度指标(SSIM)和均方根误差(RMSE),比较了两种方法的预测准确性.结果表明,SimVP神经网络在测试阶段的预测效果更好,该方法可以准确预测疲劳裂纹扩展速率和路径,为损伤容限分析和结构监测周期的确定提供参考. 展开更多
关键词 时空神经网络 图像驱动 疲劳裂纹扩展 疲劳试验 数字图像相关
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EH36和EH690异种钢焊接接头疲劳裂纹扩展行为研究
2
作者 郭世豪 高旭东 邵永波 《机械强度》 北大核心 2026年第1期63-71,共9页
【目的】EH36和EH690高强钢在海洋平台结构中应用广泛,但其异种钢焊接接头抗疲劳能力较差、易引发疲劳断裂破坏,针对该焊接接头在不同应力比下的疲劳裂纹扩展行为及寿命特性展开研究,为海洋钢结构的抗疲劳设计及安全性评估提供理论依据... 【目的】EH36和EH690高强钢在海洋平台结构中应用广泛,但其异种钢焊接接头抗疲劳能力较差、易引发疲劳断裂破坏,针对该焊接接头在不同应力比下的疲劳裂纹扩展行为及寿命特性展开研究,为海洋钢结构的抗疲劳设计及安全性评估提供理论依据。【方法】首先,采用熔化极气体保护焊工艺制备EH36和EH690异种钢焊接接头,并加工标准紧凑拉伸试件。其次,针对焊缝、热影响区及EH36母材,在三级应力比(R=0.1、0.3、0.5)下分别开展疲劳裂纹扩展试验。再次,基于试验数据计算不同工况下的疲劳裂纹扩展速率,并采用Paris公式拟合获取材料常数C、m。最后,结合扫描电子显微镜对疲劳断口微观形貌进行特征分析。【结果】结果表明,在裂纹长度扩展距离相同时,疲劳循环周次随材料屈服强度的增加而增大;热影响区存在的焊接残余拉应力提高了循环应力中的平均应力水平,从而增大了疲劳裂纹扩展速率,降低了构件疲劳寿命;断口表面呈准解理断裂特征。 展开更多
关键词 EH36钢 EH690钢 应力比 疲劳裂纹扩展 微观形貌
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基于互信息特征选择和递归特征消除的钢材疲劳强度预测
3
作者 姚磊 黎振 +2 位作者 武川 孟亚飞 王孟超 《机械强度》 北大核心 2026年第1期72-78,共7页
【目的】为了解决疲劳强度预测中由于数据量不足和高维数据而引起的挑战,提出一种互信息特征选择和递归特征消除(Mutual Information Feature Selection and Recursive Feature Elimination,MIFS-RFE)相结合的方法。【方法】首先,采用M... 【目的】为了解决疲劳强度预测中由于数据量不足和高维数据而引起的挑战,提出一种互信息特征选择和递归特征消除(Mutual Information Feature Selection and Recursive Feature Elimination,MIFS-RFE)相结合的方法。【方法】首先,采用MIFS识别对模型预测最关键的特征。其次,在RFE阶段重点处理剩余特征,通过系统迭代过程选择最具信息量的特征,确保最终特征子集能够准确地支持疲劳强度预测。最后,将经过特征选择和消除处理得到的最终特征子集输入到随机森林回归(Random Forest Regression,RFR)、K最近邻回归(K Nearest Neighbor Regression,KNN)、支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)和多层感知机(Multi-Layer Perceptron,MLP)模型中,综合分析各模型的预测性能。【结果】经过优化后,特征数据从原始的25维降到了13维。在测试过程中,RFR、KNN、SVR和MLP的决定系数R^(2)分别为0.9777、0.9725、0.9613和0.9766。相较于全部特征的测试结果,所提方法使得模型的R^(2)最大提升了0.0208。最后基于模型的Shapley加法解释(Shapley Additive Explanation,SHAP)值分析最优特征的影响性,验证了MIFS-RFE方法的有效性,说明所提方法在维持相对高性能的同时成功降低了特征维度,为疲劳强度预测提供了更有效的优化方案。 展开更多
关键词 疲劳强度 互信息特征选择 递归特征消除 机器学习 最优特征子集
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T形焊接接头低周疲劳寿命预报方法研究
4
作者 王嘉浩 乐京霞 +2 位作者 朱官朋 宫旭辉 王任甫 《焊管》 2026年第3期17-24,共8页
为精准预估T形焊接接头在弯曲载荷下低周的疲劳寿命,提出了一种耦合材料真实应力-应变本构关系与应力三轴度的等效结构应变法。通过推导焊趾处结构应变计算模型,依托MATLAB开发基于径向回退映射法的数值求解程序;采用SDZ-1000kN电液伺... 为精准预估T形焊接接头在弯曲载荷下低周的疲劳寿命,提出了一种耦合材料真实应力-应变本构关系与应力三轴度的等效结构应变法。通过推导焊趾处结构应变计算模型,依托MATLAB开发基于径向回退映射法的数值求解程序;采用SDZ-1000kN电液伺服试验机开展高强钢T形焊接接头低周疲劳试验,结合ABAQUS与Fe-Safe协同仿真,对比等效结构应力法与等效结构应变法的寿命预估精度。结果表明,等效结构应变法充分考虑材料塑性硬化特征,寿命预估误差均控制在15%以内,显著优于等效结构应力法(最大误差超30%),且预估结果均位于ASME标准主E-N曲线2倍标准差带内。研究证实,等效结构应变法可实现T形焊接接头低周疲劳寿命的精准评估,兼顾工程安全性与经济性,为相关焊接结构的低周疲劳寿命评估提供了可靠参考。 展开更多
关键词 T形焊接接头 疲劳寿命预估 真应力-应变本构关系 等效结构应变法
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基于平行缝焊的封装管壳随机振动疲劳寿命研究
5
作者 诸葛木子 赵洋洋 +1 位作者 张杰 孙晓辉 《焊接学报》 北大核心 2026年第1期49-57,共9页
文中旨在探讨基于平行缝焊工艺的混合集成电路(hybrid integrated circuit, HIC)封装管壳在随机振动载荷下的疲劳寿命及失效机制,为封装管壳的疲劳设计与优化提供理论依据.首先,采用平行缝焊工艺将10钢底座与4J342合金盖板焊接制备封装... 文中旨在探讨基于平行缝焊工艺的混合集成电路(hybrid integrated circuit, HIC)封装管壳在随机振动载荷下的疲劳寿命及失效机制,为封装管壳的疲劳设计与优化提供理论依据.首先,采用平行缝焊工艺将10钢底座与4J342合金盖板焊接制备封装管壳,并通过焊缝微观组织分析验证焊接质量,发现焊缝区域组织均匀、过渡平滑,无明显宏观缺陷.随后,开展随机振动试验并结合断口分析确定失效模式.结果表明,当随机振动加载方向垂直于盖板且振动量级达到25 g时,盖板长边中部焊缝内部区域发生疲劳失效,裂纹从焊缝边缘萌生并沿盖板厚度方向扩展.此外,通过正弦振动试验,利用ABAQUS软件对封装管壳进行有限元分析,计算其危险位置的应力响应,并基于失效次数和应力数据构建S-N曲线.最后,通过反傅里叶变换将随机振动应力频域数据转换为时域数据,并利用雨流计数法和线性损伤累积法预测疲劳寿命,结果表明封装管壳在承受20 g随机振动载荷时的疲劳寿命约为37.69 h. 展开更多
关键词 平行缝焊 封装管壳 随机振动 疲劳寿命
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7075铝合金搅拌摩擦焊接头的表面大塑性变形处理及其疲劳强化机理
6
作者 刘泽鹏 魏雅楠 +1 位作者 罗丹 董鹏 《焊接学报》 北大核心 2026年第2期126-133,共8页
通过表面机械滚压(SMRT)的方法在搅拌摩擦焊(FSW)接头表面制备了梯度晶粒结构.电子背散射衍射(EBSD)结果表明,SMRT后试样表层形成了厚度约为550μm的梯度晶粒层,表面光洁度显著提高,由于大塑性变形作用形成了厚度约为170µm的压缩... 通过表面机械滚压(SMRT)的方法在搅拌摩擦焊(FSW)接头表面制备了梯度晶粒结构.电子背散射衍射(EBSD)结果表明,SMRT后试样表层形成了厚度约为550μm的梯度晶粒层,表面光洁度显著提高,由于大塑性变形作用形成了厚度约为170µm的压缩残余应力层;应力比为0.1的单轴疲劳试验表明,焊态接头S-N曲线随应力的降低呈现线性下降的趋势,且疲劳裂纹萌生于试样表层,而经SMRT处理的搅拌摩擦焊接头S-N曲线呈现双折线特征;扫描电子显微镜(SEM)结果表明,S-N曲线第一阶段裂纹萌生于试样表层,第二阶段萌生于试样内部且呈现出“鱼眼”形貌特征.相较于焊态接头试样,SMRT后疲劳强度显著提高,特别是当疲劳裂纹萌生于内部时与母材疲劳强度相当.疲劳强度的提高归因于SMRT形成的梯度结构、形成厚的压缩残余应力层、表面光洁度的提升以及超高周疲劳(VHCF)特征. 展开更多
关键词 7075铝合金 搅拌摩擦焊 表面机械滚压 疲劳
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Q550D高强钢对接接头疲劳性能改善研究
7
作者 张国伟 田家彬 +2 位作者 高天 戚玉超 侯甫坤 《中国材料进展》 北大核心 2026年第2期163-167,共5页
针对Q550D钢焊接接头,探讨了打磨、钨极惰性气体保护焊(TIG)熔修和超声冲击3种焊后延寿处理工艺对接头疲劳性能的影响。通过对接头进行不同处理后开展疲劳试验并绘制应力-寿命曲线(S-N曲线),比较原始焊态与各处理态接头的疲劳寿命、特... 针对Q550D钢焊接接头,探讨了打磨、钨极惰性气体保护焊(TIG)熔修和超声冲击3种焊后延寿处理工艺对接头疲劳性能的影响。通过对接头进行不同处理后开展疲劳试验并绘制应力-寿命曲线(S-N曲线),比较原始焊态与各处理态接头的疲劳寿命、特征疲劳强度和疲劳极限。结果表明,3种焊后处理均能有效提升接头的特征疲劳强度和疲劳极限,尤其是在低应力范围内,对疲劳寿命的提升更为显著。其中,超声冲击处理效果最佳,特征疲劳强度和疲劳极限分别提升了65%和102%。通过分析不同热处理态和焊态S-N曲线的交点位置,指出应根据接头的实际应力情况选择适当的后处理工艺,以确保疲劳性能的最大提升。 展开更多
关键词 Q550D钢 焊接接头 疲劳性能 焊后延寿处理
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液化天然气储罐内罐焊接结构疲劳寿命
8
作者 杨尚玉 郭鹰 《焊接》 2026年第2期82-87,共6页
【目的】该研究旨在比较TIP-TIG(TT)与埋弧焊(Submerged arc welding, SAW)在低温条件下的低周疲劳性能,并建立适用于液化天然气(Liquefied natural gas, LNG)工况的寿命预测模型。【方法】采用9Ni钢TT与SAW焊接接头在室温和-120℃下进... 【目的】该研究旨在比较TIP-TIG(TT)与埋弧焊(Submerged arc welding, SAW)在低温条件下的低周疲劳性能,并建立适用于液化天然气(Liquefied natural gas, LNG)工况的寿命预测模型。【方法】采用9Ni钢TT与SAW焊接接头在室温和-120℃下进行应变控制疲劳试验,根据试验数据拟合了Manson-Coffin,Morrow与SWT等寿命模型。【结果】结果表明,低温导致两类接头的循环应力幅升高,而TT接头表现出更稳定的循环行为和显著更长的疲劳寿命,其优势来源于细化的焊缝组织和较低的缺陷敏感性。在寿命模型中,SWT在低温下预测精度最高。【结论】TT更适用于LNG低温服役环境,建立的应变寿命模型可为关键焊接部位的寿命评估和工艺优化提供参考。 展开更多
关键词 9NI钢 液化天然气储罐 低周疲劳 疲劳寿命 TIP-TIG
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基于XRD残余应力测量的航天用镍基高温合金GTAW接头疲劳损伤行为
9
作者 李健 张丹琪 +1 位作者 周海京 沈忱 《焊接》 2026年第2期14-21,共8页
【目的】随着航天技术的不断发展,确保航天发动机在试车后仍能胜任后续航天器发射任务至关重要。该研究旨在提出一种基于X射线衍射的疲劳寿命预测方法,以有效评估航天发动机的可靠性。【方法】采用金相显微镜观察、能谱分析、电子背散... 【目的】随着航天技术的不断发展,确保航天发动机在试车后仍能胜任后续航天器发射任务至关重要。该研究旨在提出一种基于X射线衍射的疲劳寿命预测方法,以有效评估航天发动机的可靠性。【方法】采用金相显微镜观察、能谱分析、电子背散射观察分析及疲劳-X射线残余应力原位测量试验,深入研究了航天用镍基高温合金GH4169钨极氩弧焊(Gas tungsten arc welding, GTAW)焊接接头的室温高频低周疲劳损伤行为,以及低周疲劳寿命与不同方向、不同区域残余应力之间的关系。【结果】结果表明,在塑性应变幅下,疲劳断裂位置位于熔合线附近热影响区一侧。同时,随着疲劳寿命的增加,焊接接头的横向和纵向残余应力均呈降低趋势。进一步研究发现,焊缝中心位置的纵向残余应力随着焊件疲劳寿命的增加,降低趋势最为明显。【结论】焊缝中心位置的纵向残余应力与焊件疲劳寿命存在强关联性,“零向趋势”现象最明显,当其纵向残余应力值降低为0时,焊件发生疲劳断裂。总结了测量过程中的注意事项,为工程应用中准确预测焊缝疲劳寿命提供指导。 展开更多
关键词 残余应力 疲劳断裂 镍基合金GH4169 钨极氩弧焊 原位测量
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焊接结构复合型疲劳裂纹应力强度因子研究
10
作者 郭森 徐志鹏 曹阳 《机车车辆工艺》 2026年第1期20-25,30,共7页
为了深入理解焊接结构中的复合型疲劳裂纹扩展行为,文章提供了一种新的方法,研究了在Ⅰ+Ⅱ(张开+剪切)复合载荷作用下裂纹尖端应力强度因子的变化规律。通过局部位移场方法与相互作用积分法的对比分析,利用有限元建模模拟焊接接头的裂... 为了深入理解焊接结构中的复合型疲劳裂纹扩展行为,文章提供了一种新的方法,研究了在Ⅰ+Ⅱ(张开+剪切)复合载荷作用下裂纹尖端应力强度因子的变化规律。通过局部位移场方法与相互作用积分法的对比分析,利用有限元建模模拟焊接接头的裂纹扩展过程,并计算相应的应力强度因子。研究结果表明,局部位移场方法在裂纹较长时对裂纹尖端应力的计算更加精确,尤其在复杂应力分布情况下具有更高的敏感性和可靠性。相较于相互作用积分法,局部位移场方法在裂纹张开模式应力强度因子ΔK_(Ⅰ)和等效应力强度因子ΔK_( eq)的结果普遍较高,而在裂纹滑移模式应力强度因子ΔK_(Ⅱ)下,两者计算结果趋于一致。 展开更多
关键词 焊接结构 疲劳裂纹扩展 Ⅰ+Ⅱ复合载荷 局部位移场方法 应力强度因子
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基于多轴准则的焊缝疲劳强度评估方法及应用
11
作者 黄晓青 刘余龙 吴才香 《电力机车与城轨车辆》 2026年第1期125-129,共5页
在焊缝疲劳强度评估中,应力坐标转换是一项关键的技术环节。针对直线型和曲线型焊缝,文章提出了一套焊缝坐标系建立方法,并以转向架构架焊缝疲劳强度评估为例,对该方法的有效性进行了验证。分析结果表明,经过坐标系转换后,评估节点处的... 在焊缝疲劳强度评估中,应力坐标转换是一项关键的技术环节。针对直线型和曲线型焊缝,文章提出了一套焊缝坐标系建立方法,并以转向架构架焊缝疲劳强度评估为例,对该方法的有效性进行了验证。分析结果表明,经过坐标系转换后,评估节点处的应力张量矩阵的特征值、行列式及矩阵的迹均保持恒定,充分证明了所提焊缝坐标系建立方法的正确性。此外,依据DVS 1612标准对构架评估节点进行了疲劳强度评估,通过对比坐标转换前后的焊缝利用度,验证了坐标转换对焊缝的强度评估的显著影响。 展开更多
关键词 多轴准则 焊缝坐标系 坐标转换 疲劳强度 转向架构架
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核电机组余热排出泵整流板断裂失效分析与设计改进
12
作者 李哲 吴声龙 《电焊机》 2026年第2期119-126,共8页
针对国产化“华龙一号”核电站余热排出泵在出厂试验中出现的整流板断裂事件,开展了系统性失效分析与结构优化研究。通过断口失效分析、焊接工艺审查、应力水平测试及有限元模拟,确定断裂失效是因为单悬臂整流板结构设计不合理,导致耐... 针对国产化“华龙一号”核电站余热排出泵在出厂试验中出现的整流板断裂事件,开展了系统性失效分析与结构优化研究。通过断口失效分析、焊接工艺审查、应力水平测试及有限元模拟,确定断裂失效是因为单悬臂整流板结构设计不合理,导致耐久试验过程中焊缝区域应力集中,在流量调节瞬态工况下,整流板焊趾处最大应力达197.77 MPa,超过了设计标准中奥氏体不锈钢的疲劳极限94 MPa,从而引发低周高应力疲劳断裂,端口表面呈现清晰的疲劳断裂的贝壳线和断裂辉纹。针对断裂发生的实际原因,对整流板进行结构优化设计,将单片式结构调整为双片对称式整流板,并将单片径向长度缩减至原尺寸1/2,轴向长度缩短至120 mm,焊接接头改为全焊透结构。经应力水平测试和有限元分析计算,优化后整流板动应力幅值下降82%以上,焊趾处最大瞬态应力降至21.1 MPa,显著低于疲劳极限。经200 h耐久试验后的整流板无损检测合格,运行参数稳定,满足核电设备安全要求。本研究不仅保障了项目供货进度,更为核电关键设备国产化设计提供了重要的工程经验与数据支持。 展开更多
关键词 余热排出泵 整流板 焊接结构 疲劳断裂 核电设备国产化
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某蒸汽管道接管法兰焊接接头断裂原因分析
13
作者 陈林 孙滨 《化工装备技术》 2026年第1期61-65,共5页
水击对蒸汽管道系统的安全运行构成严重威胁,开展相关失效分析可为设备安全使用和维护提供技术支撑。某厂蒸汽管道接管法兰焊接接头在运行时发生开裂,通过对失效部位进行一系列理化检验和分析,确定了开裂原因。结果表明,法兰材料符合标... 水击对蒸汽管道系统的安全运行构成严重威胁,开展相关失效分析可为设备安全使用和维护提供技术支撑。某厂蒸汽管道接管法兰焊接接头在运行时发生开裂,通过对失效部位进行一系列理化检验和分析,确定了开裂原因。结果表明,法兰材料符合标准要求,显微组织正常,未见明显劣化。长期在高温下服役,接管的塑性和韧性发生劣化,导致抗冲击能力下降。由于焊接接头处应力集中较为显著,焊缝表面存在的夹渣、未熔合等缺陷成为裂纹源,引发裂纹扩展甚至断裂失效。 展开更多
关键词 法兰 焊接接头 韧性 断裂
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基于应力平均法的钛合金薄板结构疲劳评估方法 被引量：1
14
作者 徐双喜 刘铮夫 +2 位作者 陈高澎 谌伟 吴轶钢 《焊接》 2025年第8期22-28,35,共8页
【目的】通过设计TA23钛合金薄板母材和3种焊接接头(对接、T形、十字形)的测试试样,开展系列试验,旨在获取名义应力S-N曲线,得到各焊接接头疲劳强度。【方法】通过试验数据和Neuber应力平均法确定了TA23钛合金焊接接头的微观结构长度,... 【目的】通过设计TA23钛合金薄板母材和3种焊接接头(对接、T形、十字形)的测试试样,开展系列试验,旨在获取名义应力S-N曲线,得到各焊接接头疲劳强度。【方法】通过试验数据和Neuber应力平均法确定了TA23钛合金焊接接头的微观结构长度,可以用于有效应力和虚拟缺口半径计算,该虚拟半径可作为TA23钛合金焊接接头的参考半径。考虑虚拟半径的影响,建立有限元模型,获取各类典型焊接接头缺口处应力梯度。【结果】采用Neuber应力平均法,基于试验数据和应力梯度计算得到缺口有效应力,定义分散带指数,获取S-N曲线分散带指数随微观结构长度变化的曲线,结果表明,微观结构长度取0.08 mm时,分散带指数最小。【结论】基于该微观结构长度所得到的虚拟缺口半径,可以为钛合金薄板焊接结构的缺口应力评估提供参考。 展开更多
关键词 钛合金薄板结构 应力平均法 缺口有效应力 虚拟半径 分散带指数
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基于超声相控阵全聚焦成像的焊接结构表面裂纹扩展寿命研究
15
作者 王超 杨冰 +2 位作者 朱涛 阳光武 肖守讷 《机械工程学报》 北大核心 2025年第22期69-79,共11页
面向服役焊接结构完整性评估的需求,焊接接头表面疲劳裂纹演化的状态对其疲劳寿命的评估至为重要。当前尚未建立有效监测焊接结构表面裂纹扩展的方法,难以表征裂纹形态演化对其疲劳寿命的影响。创新性地提出一种基于超声相控阵全聚焦成... 面向服役焊接结构完整性评估的需求,焊接接头表面疲劳裂纹演化的状态对其疲劳寿命的评估至为重要。当前尚未建立有效监测焊接结构表面裂纹扩展的方法,难以表征裂纹形态演化对其疲劳寿命的影响。创新性地提出一种基于超声相控阵全聚焦成像技术的焊接结构表面三维疲劳裂纹扩展状态监测方法。采用该成像技术对8 mm厚铝合金足尺寸对接接头进行疲劳试验,通过实时成像获取焊趾部位表面疲劳裂纹的形态演化过程。将裂纹扩展的成像结果与断口形貌特征进行对比分析,验证所提出状态监测方法的有效性。通过将裂纹深度a与长度c的监测数据拟合为分段函数引入到以a/c和a/t为参数的BS7910解析函数中,对裂纹前缘的应力强度因子进行了优化计算。研究结果表明,基于超声相控阵全聚焦成像的状态监测方法能够有效捕捉焊趾处疲劳裂纹深度a与长度c的动态演化过程,完整揭示贯穿厚度失效模式下表面裂纹形态的演化规律。此外,动态裂纹形态特征解析函数的引入,显著提升了焊接结构疲劳裂纹扩展寿命评估的准确性。该方法为焊接结构疲劳裂纹扩展的状态监测与寿命预测提供了一种全新的思路,具有重要的理论意义与工程应用价值。 展开更多
关键词 超声相控阵 全聚焦成像 裂纹扩展演化 BS 7910标准 应力强度因子
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316钢焊接接头高温低周疲劳失效特性和疲劳强度衰减系数
16
作者 徐连勇 李新雨 +4 位作者 赵雷 宋恺 宋燚明 韩永典 郝康达 《焊接学报》 北大核心 2025年第11期10-19,共10页
针对316钢高温焊接部件疲劳性能下降问题,从材料级和结构级两方面对高温疲劳性能以及疲劳衰减系数进行系统研究.在450℃下,对316钢焊接接头的母材、焊缝金属以及焊接接头试样进行了低周疲劳试验.结果表明,在0.5%~1.0%总应变范围下,焊接... 针对316钢高温焊接部件疲劳性能下降问题,从材料级和结构级两方面对高温疲劳性能以及疲劳衰减系数进行系统研究.在450℃下,对316钢焊接接头的母材、焊缝金属以及焊接接头试样进行了低周疲劳试验.结果表明,在0.5%~1.0%总应变范围下,焊接接头的循环应力响应最高,其次是焊缝,母材最低;依据母材与焊接接头之间疲劳寿命的差异,计算特定循环次数母材和焊接接头总应变范围之比,给出了450℃316钢焊接接头的疲劳强度衰减系数建议值;基于混合随动硬化模型和改进的损伤模型,准确预测了316钢焊接接头的疲劳行为;提出了一种分析焊接结构疲劳强度衰减系数的理论框架,揭示了几何特征因素对焊接结构疲劳衰减系数的影响. 展开更多
关键词 316钢 低周疲劳 疲劳强度衰减系数 损伤模型
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不同焊接细节焊材的等效S-N曲线确定
17
作者 刘晖 林琪灵 +2 位作者 郭佳凡 刘国雄 许丹 《焊接学报》 北大核心 2025年第10期44-51,共8页
焊接结构中不同类型焊接细节导致的不同程度应力集中,是结构疲劳破坏的主要原因.为分析不同焊接细节结构的疲劳,需获得不同焊接细节焊材的疲劳寿命曲线.文中首先通过分析焊接细节几何尺寸和材料属性对焊材疲劳寿命的影响机制,确定应力... 焊接结构中不同类型焊接细节导致的不同程度应力集中,是结构疲劳破坏的主要原因.为分析不同焊接细节结构的疲劳,需获得不同焊接细节焊材的疲劳寿命曲线.文中首先通过分析焊接细节几何尺寸和材料属性对焊材疲劳寿命的影响机制,确定应力集中系数和应力变化梯度来量化焊接细节对焊材疲劳寿命的影响,分析了应力集中系数相同的不同类型焊接细节的应力变化梯度,从而获得了微孔洞缺陷与其他焊接细节的应力变化梯度差,并据此计算了应力集中系数修正因子.将不同焊接细节等效成修正后应力集中系数对应的微孔洞缺陷,进而通过微孔洞缺陷焊材的S-N曲线来等效确定所有不同焊接细节焊材的S-N曲线,最后采用高温陶瓷模拟焊接细节中的夹渣焊接细节制作钢管焊接试件进行单轴高周疲劳试验,验证采用不同焊接细节等效成微孔洞缺陷确定焊材S-N曲线方法的可行性. 展开更多
关键词 焊接细节 S-N曲线 应力集中系数 应力变化梯度 等效原则
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EH36 钢变幅疲劳载荷下裂纹扩展行为和机理研究
18
作者 徐连勇 黄金超 赵雷 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第6期567-575,共9页
针对海洋平台服役过程中时常遭遇到随机海况和复杂载荷作用的情况,设计对海洋平台用钢EH36钢进行变幅疲劳载荷下疲劳裂纹扩展行为试验,研究了变幅疲劳载荷作用下EH36钢疲劳裂纹扩展行为和机理.采用柔度法测量变幅疲劳载荷作用下的裂纹... 针对海洋平台服役过程中时常遭遇到随机海况和复杂载荷作用的情况,设计对海洋平台用钢EH36钢进行变幅疲劳载荷下疲劳裂纹扩展行为试验,研究了变幅疲劳载荷作用下EH36钢疲劳裂纹扩展行为和机理.采用柔度法测量变幅疲劳载荷作用下的裂纹扩展速率,并用数字图像相关(DIC)分析了变幅疲劳载荷施加前后裂纹尖端塑性区尺寸变化.采用SEM分析了不同形式变幅载荷作用区域的断口形貌特征,用裂纹尖端塑性区尺寸变化和对应断口形貌特征解释了变幅疲劳载荷作用下的裂纹扩展行为和内在机理.结果表明:单次拉伸过载能降低疲劳裂纹扩展速率,延长疲劳寿命;单次压缩过载能短暂加速疲劳裂纹扩展速率,对疲劳寿命影响不大;不同顺序拉伸和压缩过载与单次拉伸过载现象保持一致,均能降低疲劳裂纹扩展速率,延长疲劳寿命,但拉压过载的先后施加顺序会显著影响疲劳裂纹扩展的迟滞效应.分析结果表明:拉伸过载过程增大裂纹尖端塑性区,并钝化裂纹尖端,从而使疲劳裂纹扩展速率降低;压缩过载过程减小裂纹尖端塑性区,并使裂纹尖端尖锐,从而使疲劳裂纹扩展速率加速;不同顺序拉伸和压缩过载是两种作用效果的结合.试验结果能很好地描述变幅疲劳载荷下的裂纹扩展行为并给出内在机理解释,为海洋平台在复杂载荷环境下服役所造成的疲劳损伤提供理论依据和实用价值. 展开更多
关键词 疲劳裂纹扩展速率 变幅疲劳载荷 数字图像相关 塑性区 断口分析
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