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高阶分段拓扑修形面齿轮副啮合性能研究
1
作者 何沁怡 郭辉 +4 位作者 阮宇航 周镇宇 刘李 侯智慧 梅向前 《机械强度》 北大核心 2026年第1期11-19,共9页
【目的】为提高面齿轮传动的承载性能并降低对安装错位的敏感性,提出一种基于预设接触路径的高阶分段拓扑修形方法。【方法】首先,分别设计了沿小齿轮预设接触路径与瞬时接触线方向上的2阶、4阶分段修形函数,根据曲面叠加方法建立了修... 【目的】为提高面齿轮传动的承载性能并降低对安装错位的敏感性,提出一种基于预设接触路径的高阶分段拓扑修形方法。【方法】首先,分别设计了沿小齿轮预设接触路径与瞬时接触线方向上的2阶、4阶分段修形函数,根据曲面叠加方法建立了修形后齿面方程。然后,推导了考虑安装误差的齿面接触分析方程,研究了在不同安装误差条件下预设接触路径角度、修形长度、修形曲线阶次及最大修形量等参数对面齿轮副接触特性的影响规律。最后,采用有限元法对比分析了不同修形函数和修形量条件下面齿轮副的承载接触特性。【结果】计算结果表明,相较于2阶修形,采用4阶修形方法的齿面接触应力以及承载传动误差幅值均有所降低,且接触印痕从面齿轮内径齿根向外径齿顶延伸。高阶分段修形方法能够降低面齿轮副对安装误差的敏感度,优化齿面载荷分布并提升啮合性能。 展开更多
关键词 面齿轮副 拓扑修形 承载接触分析 啮合性能 安装误差
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基于重复划痕试验的18CrNiMo7-6合金钢表面变质层硬度和磨损行为研究
2
作者 彭腾 张建伟 +2 位作者 李传航 孙义刚 孙鹿航 《机械强度》 北大核心 2026年第2期144-150,共7页
【目的】研究18CrNiMo7-6合金钢及其渗碳热处理后的表面变质层的硬度和抗磨损能力。【方法】采用维氏压头对18CrNiMo7-6合金钢基体和表面变质层进行不同法向载荷和划痕次数的重复划痕试验。使用光学显微镜,观察随划痕次数增加材料的损... 【目的】研究18CrNiMo7-6合金钢及其渗碳热处理后的表面变质层的硬度和抗磨损能力。【方法】采用维氏压头对18CrNiMo7-6合金钢基体和表面变质层进行不同法向载荷和划痕次数的重复划痕试验。使用光学显微镜,观察随划痕次数增加材料的损伤情况,通过三维形貌系统采集划痕形貌特征量(划痕宽度、残余深度、隆起高度),并计算了划痕硬度和磨损率。【结果】结果表明,18CrNiMo7-6合金钢基体的划痕宽度、残余深度、隆起高度以及磨损率均明显大于表面变质层,划痕硬度则明显小于表面变质层。经过渗碳热处理后的18CrNiMo7-6合金钢表面变质层的划痕硬度更高,磨损率更小,抗磨损能力得到了显著提升。研究结果可为表面变质层的构筑和性能演化的研究提供指导。 展开更多
关键词 重复划痕测试 划痕响应 表面变质层 划痕硬度 磨损率
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刮研表面高点的多尺度法向接触特性研究
3
作者 张俊强 王立华 +2 位作者 田驰锋 吴垠初 余英翔 《兵器装备工程学报》 北大核心 2026年第1期253-261,共9页
为深入研究刮研表面高点的多尺度法向接触特性,首先采用三维形貌测量仪获取刮研表面高点的原始形貌数据,并基于小波分析方法对高点原始形貌进行多尺度分解,得到其微观和介观形貌特征。而后基于统计学特征构建出了与刮研表面高点原始形... 为深入研究刮研表面高点的多尺度法向接触特性,首先采用三维形貌测量仪获取刮研表面高点的原始形貌数据,并基于小波分析方法对高点原始形貌进行多尺度分解,得到其微观和介观形貌特征。而后基于统计学特征构建出了与刮研表面高点原始形貌具有相近高度参数的各向同性非高斯形貌。最后分别对刮研表面高点原始形貌、微观形貌、介观形貌和模拟非高斯形貌逆向建模并进行了法向接触特性仿真分析。研究结果表明:在法向载荷作用下,各类形貌均先产生弹性变形,随着法向载荷不断增大逐渐出现塑性变形,且法向接触应力、形变及接触面积也随之增大;相同法向载荷条件下,考虑刮研表面高点的介观形貌会减小刮研表面高点的法向接触刚度;模拟非高斯形貌的法向接触刚度低于刮研表面高点的原始形貌。 展开更多
关键词 刮研表面 小波分析 多尺度 非高斯形貌 法向接触刚度
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基于灰色系统理论的小样本P-S-N曲线拟合方法
4
作者 张震 刘俭辉 +1 位作者 程玲玲 牛富超 《兰州理工大学学报》 北大核心 2026年第1期63-67,共5页
Bootstrap法在处理小样本疲劳试验数据时,只能在原始数据中进行抽样,所得数据信息有限.为此,引入灰色系统理论对小样本数据进行处理,建立数据的灰微分方程,并挖掘原始数据的隐藏关系,得到更多数据的潜在信息.首先,借助灰色系统理论处理... Bootstrap法在处理小样本疲劳试验数据时,只能在原始数据中进行抽样,所得数据信息有限.为此,引入灰色系统理论对小样本数据进行处理,建立数据的灰微分方程,并挖掘原始数据的隐藏关系,得到更多数据的潜在信息.首先,借助灰色系统理论处理原始数据;其次,通过Bootstrap法对已处理的数据进行抽样得到再生样本;最后,对再生样本进行处理得到小样本数据的P-S-N曲线.结果表明,与Bootstrap法相比,通过灰色Bootstrap法处理所得小样本P-S-N曲线精度更高. 展开更多
关键词 小样本 BOOTSTRAP法 灰色系统理论 P-S-N曲线
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基于力-电耦合内聚力模型的纳米颗粒型银导线失效行为研究
5
作者 魏淑朋 仪传帅 +1 位作者 孙权 鹿业波 《机械强度》 北大核心 2026年第1期1-10,共10页
【目的】为研究纳米颗粒银导线的微观结构对其力学和电学性能的影响,对银导线的微观结构进行有限元建模,并构建了力-电耦合内聚力模型,仿真分析了银导线的多尺度纳米颗粒尺度分布对其耐弯曲性能的影响。【方法】首先,开发了随机圆形堆... 【目的】为研究纳米颗粒银导线的微观结构对其力学和电学性能的影响,对银导线的微观结构进行有限元建模,并构建了力-电耦合内聚力模型,仿真分析了银导线的多尺度纳米颗粒尺度分布对其耐弯曲性能的影响。【方法】首先,开发了随机圆形堆积算法并对基于正态分布规律生成的纳米颗粒进行随机堆积建模,实现了对不同微观结构纳米颗粒银导线的有限元建模。其次,基于力-电耦合内聚力模型,对颗粒界面的力学和电学损伤行为进行了描述。最后,采用Abaqus软件的UEL子程序进行数值实现,通过有限元仿真研究了纳米颗粒银导线的平均粒径、粒径标准差以及双峰粒径分布对其疲劳服役过程中的电阻变化和服役寿命的影响。【结果】结果表明,银导线的耐弯曲疲劳性能随着粒径标准差的增加有明显提升,而平均粒径的改变对银导线性能的影响较小;对于双峰粒径分布的银导线,小颗粒可通过填充至大颗粒之间的间隙来有效提升银导线的耐弯曲疲劳性能,但随着小颗粒数量所占比例的增加,银导线性能提升的效果逐渐减小;同时,小颗粒尺寸的增加会阻隔大颗粒间的有效结合,使其对银导线的耐弯曲疲劳性能的提升效果有所下降。 展开更多
关键词 纳米颗粒 多尺度分布 内聚力模型 电学损伤 疲劳
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工艺参数对家居金属制品表面微弧氧化镀层性能的影响
6
作者 张慧芳 《电镀与精饰》 北大核心 2026年第1期53-60,共8页
为了提升家居金属制品镀层的耐腐蚀性与耐磨性,开展工艺参数对家居金属制品表面微弧氧化镀层性能的影响研究。以家居金属制品中常见的铝合金为基材,选取微弧氧化输入电压、电镀时长为研究对象,探究其对家居金属制品表面微弧氧化镀层耐... 为了提升家居金属制品镀层的耐腐蚀性与耐磨性,开展工艺参数对家居金属制品表面微弧氧化镀层性能的影响研究。以家居金属制品中常见的铝合金为基材,选取微弧氧化输入电压、电镀时长为研究对象,探究其对家居金属制品表面微弧氧化镀层耐腐蚀性、耐磨性的影响。分别测试了在不同微弧氧化输入电压和电镀时长下制备的样品的耐腐蚀性能及摩擦性能的变化。结果表明,当微弧氧化输入电压为420 V、电镀时长为90 min时,样品耐腐蚀性能最好,耐磨性能最佳。 展开更多
关键词 微弧氧化 复合工艺 家居金属制品 表面改性 耐腐蚀性
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基于修正LP理论的航空齿轮钢滚动接触疲劳寿命研究
7
作者 赵新浩 吴吉展 +2 位作者 刘国亮 李嘉玮 卢泽华 《机械传动》 北大核心 2026年第1期142-154,共13页
【目的】接触疲劳是高速、重载服役工况下齿轮的主要失效形式,已成为限制航空装备朝着高可靠、长寿命、高功率密度方向发展的主要技术瓶颈。为探究齿轮接触疲劳寿命的定量预测,开展了相关工作。【方法】首先,制备了400余件9310航空齿轮... 【目的】接触疲劳是高速、重载服役工况下齿轮的主要失效形式,已成为限制航空装备朝着高可靠、长寿命、高功率密度方向发展的主要技术瓶颈。为探究齿轮接触疲劳寿命的定量预测,开展了相关工作。【方法】首先,制备了400余件9310航空齿轮钢滚动接触疲劳试件并进行了5000余小时的接触疲劳试验,探究了接触应力、滑差率等服役工况及渗碳磨削、喷丸强化、微粒喷丸、滚磨光整等工艺创成的表面完整性状态对滚动接触疲劳寿命的影响;其次,采用多元线性回归方法对伦德伯格-帕尔姆格伦(Lundberg-Palmgren,LP)理论进行修正,形成了基于服役工况和表面完整性参数的LP滚动接触疲劳寿命预测公式。【结果】研究发现,当滑差率从10%提升至30%时,在接触应力为3000 MPa的条件下,接触疲劳寿命从2.28×10^(6)r下降52.6%至1.08×10^(6)r;当二次喷丸工艺的强化效果较好时,接触应力为3000 MPa、滑差率为20%时的寿命从渗碳磨削状态的1.52×10^(6)r提升113.8%至3.25×10^(6)r;考虑服役工况和表面完整性的LP接触疲劳寿命预测公式的预测结果误差控制在2倍分散带以内,能够满足工程应用的要求。 展开更多
关键词 航空齿轮 滚动接触疲劳 服役工况 表面完整性 LP理论
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等角螺旋线齿廓面齿轮啮合特性与应力分析
8
作者 丁帅强 蔡志钦 +2 位作者 姚斌 许水电 李志胜 《机械传动》 北大核心 2026年第3期120-131,共12页
【目的】随着工业领域对面齿轮传动系统承载能力与使用寿命的要求不断提高,为进一步增强面齿轮传动的承载性能,提出一种基于等角螺旋线齿廓的面齿轮副传动设计方法。【方法】研究了等角螺旋线面齿轮齿面形成原理;通过求解啮入点、啮出... 【目的】随着工业领域对面齿轮传动系统承载能力与使用寿命的要求不断提高,为进一步增强面齿轮传动的承载性能,提出一种基于等角螺旋线齿廓的面齿轮副传动设计方法。【方法】研究了等角螺旋线面齿轮齿面形成原理;通过求解啮入点、啮出点、内齿廓齿顶点和外齿廓齿根点的啮合参数,推导了等角螺旋线面齿轮齿面离散模型;利用数值计算实例验证了齿面模型的正确性;分析了等角螺旋线面齿轮的主曲率、滑动率与压力角等关键特征参数,证明通过圆柱齿轮齿廓共轭的面齿轮齿廓仍为等角螺旋线;推导面齿轮接触应力与弯曲应力的理论解析模型,通过仿真验证了理论模型的准确性。【结果】仿真结果表明,等角螺旋线面齿轮应力明显小于渐开线面齿轮;等角螺旋线面齿轮承载能力显著高于渐开线面齿轮。研究为面齿轮传动的承载能力提升提供了一种新的设计思路。 展开更多
关键词 等角螺旋线 面齿轮 线接触 承载能力
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钛合金扩口导管接头旋转弯曲疲劳试验中构件尺寸对疲劳极限的影响
9
作者 王文鹏 赵双喜 +2 位作者 牛子潇 田笑添 刘泗栋 《机械工程师》 2026年第2期26-30,共5页
为满足新型液压系统管路与接头进一步减重的需求,将钛合金用于制造航空液压系统的钛合金导管接头。文中对TA18(Ti-3Al-2.5V)钛合金扩口管接头进行弯曲疲劳试验,探究该材料的疲劳极限。通过自主研发的弯曲疲劳试验机对4种常见规格的航空... 为满足新型液压系统管路与接头进一步减重的需求,将钛合金用于制造航空液压系统的钛合金导管接头。文中对TA18(Ti-3Al-2.5V)钛合金扩口管接头进行弯曲疲劳试验,探究该材料的疲劳极限。通过自主研发的弯曲疲劳试验机对4种常见规格的航空导管在4个应力水平下进行旋转弯曲疲劳试验,得到S-N曲线并对数据进行统计分析,计算出外径为6、8、12、18 mm的钛合金导管的疲劳极限分别为200、164、144、136 MPa。结果表明:钛合金扩口导管接头尺寸较大的疲劳极限低于尺寸较小的疲劳极限,小样本的试验方法也为后续的深入研究提供了数据参考。 展开更多
关键词 钛合金 弯曲疲劳试验 S-N曲线 疲劳极限 小样本
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起重机械结构疲劳寿命估算中基于密度的自适应应力谱编制方法
10
作者 温日正 《起重运输机械》 2026年第2期55-62,共8页
为提高起重机械结构疲劳寿命估算的精度,文中提出一种基于密度的自适应应力谱编制方法。该方法利用密度聚类算法识别雨流计数结果中的核心应力簇,并借助K距离图自适应确定关键参数;再对非集中区及孤立点采用核密度估计进行补充细分。此... 为提高起重机械结构疲劳寿命估算的精度,文中提出一种基于密度的自适应应力谱编制方法。该方法利用密度聚类算法识别雨流计数结果中的核心应力簇,并借助K距离图自适应确定关键参数;再对非集中区及孤立点采用核密度估计进行补充细分。此策略依据数据自身分布特征自动优化分箱,能精确捕捉并保留关键应力信息。以疲劳损伤相对误差为评估指标与传统分箱方法对比,结果表明该方法可显著降低估算误差,更真实地反映了结构的应力循环特性,为寿命评估提供更可靠的数据基础。 展开更多
关键词 起重机械 应力谱 疲劳损伤 自适应 应力谱 方法
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锻铣铝合金轮毂弯曲疲劳试验仿真判据研究及应用
11
作者 夏书乐 李明磊 +3 位作者 苑胜龙 翟龙 孟晓贺 田晓虎 《汽车工艺与材料》 2026年第1期68-72,共5页
为制定合理的锻铣轮毂的仿真判据,以锻铣铝合金轮毂为研究对象,利用金相显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪(EDS),首先观察锻铣前后铝合金轮毂轮辐位置的组织变化,发现铣加工破坏了锻造形成的纤维状结构,使大量晶界裸露在产品表面。其次,... 为制定合理的锻铣轮毂的仿真判据,以锻铣铝合金轮毂为研究对象,利用金相显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪(EDS),首先观察锻铣前后铝合金轮毂轮辐位置的组织变化,发现铣加工破坏了锻造形成的纤维状结构,使大量晶界裸露在产品表面。其次,研究了锻铣轮毂弯曲疲劳失效行为,发现疲劳主裂纹起源于材料表面,呈放射状向内部扩展,裂纹源区无杂质元素;次生裂纹萌生于裸露的晶界,开始时发生沿晶界扩展,随着裂纹扩展加深,发生混合扩展。最后,采用名义应力法对锻造轮毂的S-N曲线进行修正,得到了锻铣轮毂的S-N曲线,并将该曲线得到的应力判据应用于新产品试制中,仿真准确率高于98%。 展开更多
关键词 锻铣铝合金轮毂 弯曲疲劳 仿真判据
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应变速率对多晶纯铜晶格应变影响的数值模拟研究 被引量：1
12
作者 郑战光 孙煜航 +2 位作者 孙腾 谢昌吉 黄增 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第1期152-160,共9页
为了掌握应变速率对面心立方金属晶格应变的影响规律,以多晶纯铜为例,基于晶体塑性有限元理论的开源软件DAMASK,探讨在不同应变速率加载下多晶纯铜内部晶格应变演化和分布的规律。结果表明,随着应变速率升高,材料内各{hkl}族的轴向晶格... 为了掌握应变速率对面心立方金属晶格应变的影响规律,以多晶纯铜为例,基于晶体塑性有限元理论的开源软件DAMASK,探讨在不同应变速率加载下多晶纯铜内部晶格应变演化和分布的规律。结果表明,随着应变速率升高,材料内各{hkl}族的轴向晶格应变和横向晶格应变增加,同时轴向晶格应变分布和横向晶格应变分布的均匀性变差,且不同{hkl}族的晶格应变的演化与分布规律也不相同。加载过程中{200}族的晶格应变演化出现较为明显的非线性响应,改变应变速率对{200}族的晶格应变演化的影响较大。加载后{111}族的晶格应变分布的均匀性最好,并且在较高应变速率下{111}族的晶格应变分布仍有相对较好的均匀性。 展开更多
关键词 多晶纯铜 晶格应变 晶体塑性
原文传递
基于数字图像相关技术的缺口件疲劳寿命预测
13
作者 王志强 黄金富 +4 位作者 胡友慧 李建 禚敬轩 燕爱林 李小辉 《机械工程材料》 北大核心 2026年第1期101-109,共9页
利用数字图像相关技术获取不同载荷水平下疲劳试验时U型(缺口半径0.2,1.0 mm)和V型(缺口角度45°,90°)缺口根部应变的演变,研究了载荷幅(0.5,0.7,1.0 kN)和载荷比(0,0.3,0.5)对缺口根部棘轮应变及应变幅演变的影响;基于缺口根... 利用数字图像相关技术获取不同载荷水平下疲劳试验时U型(缺口半径0.2,1.0 mm)和V型(缺口角度45°,90°)缺口根部应变的演变,研究了载荷幅(0.5,0.7,1.0 kN)和载荷比(0,0.3,0.5)对缺口根部棘轮应变及应变幅演变的影响;基于缺口根部稳态棘轮应变速率演变和应力集中系数,分别建立考虑缺口名义应力幅和载荷比影响的缺口件疲劳寿命预测模型,并进行了预测精度分析。结果表明:随着载荷幅增加,缺口根部的棘轮应变和应变幅增大;随着载荷比增加,缺口根部的棘轮应变增大,应变幅变化不大。考虑名义应力幅和载荷比影响的疲劳寿命预测模型预测值多数分布在1.5倍误差带,最大不超过1.75倍误差带,模型准确;考虑载荷比影响时疲劳寿命预测误差相比考虑载荷幅影响时高,模型对U型缺口试样的疲劳寿命预测误差相比对V型缺口试样高。 展开更多
关键词 数字图像相关技术 缺口局部应变 应力集中系数 棘轮应变速率 疲劳寿命
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越野车轮毂电机壳体强度仿真与拓扑优化设计
14
作者 亓昌 马远航 +2 位作者 杨立宁 杨姝 王勃龙 《机械强度》 北大核心 2025年第8期149-158,共10页
针对某越野车轮毂电机壳体断裂和减重问题,进行了结构强度有限元仿真分析和结构拓扑优化设计。首先,构建整车多体动力学模型,仿真分析确定轮毂电机壳体的载荷边界条件。其次,基于壳体与相连接结构的空间位置关系,建立电机壳体与悬架系... 针对某越野车轮毂电机壳体断裂和减重问题,进行了结构强度有限元仿真分析和结构拓扑优化设计。首先,构建整车多体动力学模型,仿真分析确定轮毂电机壳体的载荷边界条件。其次,基于壳体与相连接结构的空间位置关系,建立电机壳体与悬架系统有限元模型,进行了动态仿真分析。随后,利用OptiStruct软件平台,以结构柔度最小化为目标,以优化前后体积比和最大应力为约束,建立电机壳体在多种典型工况下的拓扑优化数学模型,并求解得到最优材料分布方案。最后,对优化结果进行了仿真验证。结果表明,相比现有设计,优化后的轮毂电机壳体结构应力降低40%以上,质量减轻了2.6%,解决了原有的断裂问题,消除了应力集中现象,为类似结构的轮毂电机壳体设计提供了有益参考。 展开更多
关键词 越野车 轮毂电机壳体 有限元仿真 拓扑优化 轻量化设计
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考虑三维裂纹前缘奇异性影响下的拉杆组合转子系统应力重组分布特性研究
15
作者 王南山 赵嘉辉 +2 位作者 王向东 李勋荣 张学良 《机床与液压》 北大核心 2025年第18期39-46,共8页
拉杆组合转子系统是燃气轮机及航空发动机的关键动力组成部分,实际运行中常因复杂交变载荷、界面微动、局部应力集中等因素诱发裂纹故障,对机组的稳定运行构成安全隐患。针对现有研究未能充分反映裂纹前缘奇异性及其影响的问题,基于断... 拉杆组合转子系统是燃气轮机及航空发动机的关键动力组成部分,实际运行中常因复杂交变载荷、界面微动、局部应力集中等因素诱发裂纹故障,对机组的稳定运行构成安全隐患。针对现有研究未能充分反映裂纹前缘奇异性及其影响的问题,基于断裂力学理论,采用有限元方法,以三维等参奇异单元表征裂纹前缘奇异性,分别建立反映裂纹前缘奇异性的盘根及轮盘裂纹故障的拉杆转子有限元模型,分析三维裂纹前缘奇异性对组合转子系统主要界面及系统应力重组分布的影响规律,同时探究不同位置裂纹前缘奇异效应的敏感性差异。结果表明:考虑或忽略裂纹前缘奇异性均会导致系统主要界面及系统应力分布发生重组,但考虑转子系统三维裂纹前缘的奇异性时,裂纹前缘附近应力集中效应更突出且其应力略有提升;对于盘根及轮盘两不同位置的裂纹,轮盘裂纹前缘奇异性对系统主要界面及整体应力影响差异敏感性更明显。 展开更多
关键词 三维裂纹前缘奇异性 拉杆组合转子 应力重组分布 有限元方法 裂纹位置
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考虑材料动态记忆特性的疲劳累积损伤模型
16
作者 周思柱 向琼垚 曾云 《中国机械工程》 北大核心 2025年第8期1740-1748,共9页
为了评估工程构件在变幅载荷下的疲劳寿命,提高疲劳寿命的预测精度,以应力-寿命曲线(S⁃N曲线)为基础,考虑工程结构件承受循环载荷导致材料内部晶界开裂、滑移挤入、挤出引起的损伤和不可逆退化,引入了一种新形式的材料记忆性能函数,建... 为了评估工程构件在变幅载荷下的疲劳寿命,提高疲劳寿命的预测精度,以应力-寿命曲线(S⁃N曲线)为基础,考虑工程结构件承受循环载荷导致材料内部晶界开裂、滑移挤入、挤出引起的损伤和不可逆退化,引入了一种新形式的材料记忆性能函数,建立了一种新型疲劳累积损伤模型。采用30NiCrMoV12和30CrMnSiA两种材料的泵头体进行两级加载试验,以验证所提模型对疲劳寿命预测的准确性。结果表明:考虑材料动态记忆特性的疲劳累积损伤模型与其他模型相比,在高-低两级加载工况下的疲劳寿命预测结果在1.5倍的误差带内,预测误差均值小于0.1,具有较高的预测精度。 展开更多
关键词 材料记忆性能 疲劳寿命预测 疲劳累积损伤 应力-寿命曲线
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基于深度符号回归的钛金属多轴疲劳寿命预测
17
作者 郑战光 阳俊 +2 位作者 李理 黄增 林城 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第11期223-231,共9页
首先基于纯钛材料的多轴疲劳实验数据规律选取剪应变幅值、正应变范围和归一化正应力作为机器学习的输入特征,再以生成数学表达式的精度与复杂度为判据构建深度符号回归模型,最后可得到既具有鲜明物理背景又具有高精度的多轴疲劳寿命预... 首先基于纯钛材料的多轴疲劳实验数据规律选取剪应变幅值、正应变范围和归一化正应力作为机器学习的输入特征,再以生成数学表达式的精度与复杂度为判据构建深度符号回归模型,最后可得到既具有鲜明物理背景又具有高精度的多轴疲劳寿命预测模型。为了充分验证该模型的优点,先将该模型与工程中应用广泛的等效应变模型、最大剪应变模型以及临界平面模型进行对比,然后采用未训练过的材料验证了其适用性。结果表明,深度符号回归生成的多轴疲劳寿命预测模型在保持较低复杂度的同时,能够捕捉变量间的非线性关系,其预测精度(e_(NMSE)为0.04875)显著优于传统模型。此外,还采用TC4材料验证了新模型的跨材料适用性,其预测结果均落在两倍误差带以内,显示出较强的鲁棒性和泛化能力。 展开更多
关键词 多轴疲劳 机器学习 符号回归 临界平面法 寿命预测
原文传递
双金属复合管凹陷演变机制及界面分离研究
18
作者 张杰 杨云 +2 位作者 胡特 林睿南 胡世强 《计算力学学报》 北大核心 2025年第5期852-858,共7页
为研究双金属复合管在外部硬物作用下的凹陷演变过程及界面分离机理,建立了压头作用下复合管受力模型,研究了内管和外管径厚比、成型压力、初始成型间隙和运行内压对复合管凹陷及界面分离的影响。结果表明,复合管界面分离距离和回弹率... 为研究双金属复合管在外部硬物作用下的凹陷演变过程及界面分离机理,建立了压头作用下复合管受力模型,研究了内管和外管径厚比、成型压力、初始成型间隙和运行内压对复合管凹陷及界面分离的影响。结果表明,复合管界面分离距离和回弹率与内管径厚比、成型压力和初始成型间隙成正相关,与外管径厚比成负相关;运行内压越大,界面分离量越小,但回弹率越大;对凹陷管道内部进行充压可减小界面分离量,运行压力2 MPa的复合管分离量比充压2 MPa工况小5%,两种工况分离量差值随着压力增加而降低;相邻凹陷的发生会导致中间管段界面分离量增大,比单凹陷造成界面分离范围更广。 展开更多
关键词 双金属复合管 外部硬物 回弹率 凹陷 界面分离
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三角形截面斜圈弹簧力学性能研究
19
作者 王建平 马恩琪 +2 位作者 毛晓彬 普德喜 张鹤言 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第10期1810-1819,共10页
斜圈弹簧由于具有良好的非线性刚度特性,广泛应用于航空航天高性能动密封结构的弹性元件。但斜圈弹簧应用于高温动密封结构时存在压缩量较小、回弹性不足等问题。本文提出斜圈弹簧衍生设计新思路,通过改变斜圈弹簧基面形状,设计一种三... 斜圈弹簧由于具有良好的非线性刚度特性,广泛应用于航空航天高性能动密封结构的弹性元件。但斜圈弹簧应用于高温动密封结构时存在压缩量较小、回弹性不足等问题。本文提出斜圈弹簧衍生设计新思路,通过改变斜圈弹簧基面形状,设计一种三角形截面斜圈弹簧。以三角形截面斜圈弹簧为研究对象,建立参数化数学模型,从理论计算、有限元仿真和试验方面计算其载荷-位移曲线,并对三角形截面斜圈弹簧的结构参数进行参数化分析。研究得出弹簧结构参数对其刚度的影响,证明了弹簧结构参数相同时,三角形截面斜圈弹簧具有更大的压缩行程。 展开更多
关键词 衍生设计 三角形截面斜圈弹簧 载荷-位移曲线 参数化分析
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耦合应力梯度及尺寸效应的缺口件疲劳寿命预测模型
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作者 刘俭辉 高凯丽 《机械设计与研究》 北大核心 2025年第3期231-237,共7页
缺口件疲劳寿命评估是保证重大机械装备安全服役和实现抗疲劳设计的关键,但目前有效耦合应力梯度效应、几何尺寸效应及非比例附加强化效应的缺口件疲劳寿命预测模型依旧匮乏。据此,分析缺口根部区域应力分布规律,综合考虑这3种因素的影... 缺口件疲劳寿命评估是保证重大机械装备安全服役和实现抗疲劳设计的关键,但目前有效耦合应力梯度效应、几何尺寸效应及非比例附加强化效应的缺口件疲劳寿命预测模型依旧匮乏。据此,分析缺口根部区域应力分布规律,综合考虑这3种因素的影响,建立适用于多轴载荷下缺口件的疲劳寿命预测模型。首先,结合坐标变换原理和能量准则将应变能密度最大的平面定义为临界面,分析临界面上的等效应力分布,基于归一化原理得到应力梯度因子。同时考虑缺口几何尺寸的影响,提出尺寸影响因子并构建疲劳强度折减系数对尺寸效应进行表征。其次,考虑材料的微观结构特性和载荷条件对疲劳寿命的影响,提出非比例附加损伤系数以表征非比例附加强化效应。最后,结合Manson-Coffin方程建立适用于缺口件的多轴疲劳寿命预估模型,借助En8合金钢和GH4169镍基合金的疲劳试验数据进行验证,并与Manson-Coffin方程、SWT模型以及FS模型对比分析,分析表明本文所提模型的预测结果均位于3倍分散带以内,且预测精度优于其他3种模型。 展开更多
关键词 多轴疲劳 非比例附加强化 应力梯度效应 尺寸效应
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