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一种考虑变温度场影响的低周疲劳寿命预测方法
1
作者 叶育明 文阳阳 +2 位作者 吴福仙 黄伟光 高闯 《航空动力学报》 北大核心 2025年第1期381-390,共10页
针对M-C(Manson-Coffin)和SWT(Smith-Watson-Topper)经典模型仅适用于固定温度点而无法预测变温度场下低周疲劳寿命这一不足,综合考虑总应变、塑性应变、最大应力等参量,提出一种考虑变温度场影响的高精度、强泛化性的改进寿命预测模型... 针对M-C(Manson-Coffin)和SWT(Smith-Watson-Topper)经典模型仅适用于固定温度点而无法预测变温度场下低周疲劳寿命这一不足,综合考虑总应变、塑性应变、最大应力等参量,提出一种考虑变温度场影响的高精度、强泛化性的改进寿命预测模型。从某镍基高温合金室温到923.15 K低周疲劳试验数据点的寿命预测结果可知,该模型有94.74%位于±1.5倍分散带内,预测精度显著优于M-C模型(82.89%)和SWT模型(86.84%)。同时改进模型具有广泛的适用性,既能准确预测非试验数据点的低周疲劳寿命,也适用于其他热端部件材料。此外,该模型可准确预测热端部件在变温度场影响下的全场寿命,对某型燃气轮机向心涡轮预测的全场寿命分布合理,趋势符合预期。 展开更多
关键词 M-C(Manson-Coffin)模型 SWT(smith-watson-topper)模型 向心涡轮 低周疲劳 寿命预测
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轮盘低周疲劳寿命预测模型及试验验证
2
作者 曹金凤 史庆祥 +2 位作者 李朝阳 黄博源 张渊博 《内燃机与配件》 2025年第9期5-8,共4页
轮盘是航空发动机中最重要的安全关键件之一,其结构中多有中心孔、螺栓孔等应力集中部位,容易发生低周疲劳失效。为准确评估轮盘关键部位的疲劳寿命,本文设计了模拟件并开展疲劳试验研究,并基于Abaqus与fe-safe软件搭建了轮盘疲劳寿命... 轮盘是航空发动机中最重要的安全关键件之一,其结构中多有中心孔、螺栓孔等应力集中部位,容易发生低周疲劳失效。为准确评估轮盘关键部位的疲劳寿命,本文设计了模拟件并开展疲劳试验研究,并基于Abaqus与fe-safe软件搭建了轮盘疲劳寿命预测流程,选用最大主应变、最大剪应变及Brown-Mille预测模型对模拟件进行疲劳寿命预测,并对设计的模拟件加工制作,完成疲劳寿命试验。比较fe-safe软件的预测寿命与试验寿命,分析发现:基于SWT和Walker平均应力修正的最大主应变模型误差较小,预测结果在2倍分散带范围内,与试验结果最吻合,适合用于轮盘关键部位的低周疲劳寿命预测。 展开更多
关键词 轮盘 低周疲劳 疲劳寿命预测 SWT(smith-watson-topper)模型 Walker模型
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微动磨损与微动疲劳寿命的计算与分析方法 被引量：18
3
作者 霍永忠 尹东 +1 位作者 赵杰江 唐力晨 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2015年第2期165-178,共14页
微动损伤常见于工程中,可使紧固件松动,疲劳寿命减少和腐蚀增加,造成较大的安全隐患和经济损失.微动损伤的试验耗时耗力,还不宜损伤的直接观察,辅以计算模拟和分析十分必要.本文重点介绍微动磨损和微动疲劳寿命计算的一些方法和分析准则... 微动损伤常见于工程中,可使紧固件松动,疲劳寿命减少和腐蚀增加,造成较大的安全隐患和经济损失.微动损伤的试验耗时耗力,还不宜损伤的直接观察,辅以计算模拟和分析十分必要.本文重点介绍微动磨损和微动疲劳寿命计算的一些方法和分析准则.其中,微动磨损计算主要介绍基于Archard公式,结合有限元计算的分析方法,以及相应的多层节点更新方法.对于微动疲劳寿命的计算和分析,主要介绍基于多轴疲劳临界面准则的判别准则,尤其是基于能量准则的Smith-Watson-Topper参数.重点介绍如何在微动条件下实现磨损与疲劳寿命的耦合求解,以及损伤的累积和破坏的判定.通过一个简单算例说明了微动磨损对其疲劳寿命可有很大的影响. 展开更多
关键词 微动 Archard公式 smith-watson-topper参数 多层节点更新方法 疲劳寿命计算
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涡轮盘多轴低循环疲劳寿命预测及试验验证 被引量：8
4
作者 杨俊 李承彬 谢寿生 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2220-2226,共7页
应用单轴及多轴疲劳寿命预测的Von Mises等效应变模型和临界平面模型对某两级涡轮盘传动臂销钉孔的疲劳寿命进行预测.组装和调试了全尺寸两级涡轮盘联合试验件,在旋转试验器上完成了低循环疲劳试验,得到两级涡轮盘传动臂销钉孔试验失效... 应用单轴及多轴疲劳寿命预测的Von Mises等效应变模型和临界平面模型对某两级涡轮盘传动臂销钉孔的疲劳寿命进行预测.组装和调试了全尺寸两级涡轮盘联合试验件,在旋转试验器上完成了低循环疲劳试验,得到两级涡轮盘传动臂销钉孔试验失效寿命.预测寿命与试验寿命对比分析显示单轴和VonMises等效应变模型预测误差较大;临界平面模型误差较小,尤其是拉伸型失效SWT(Smith-Watson-Topper)模型误差为9.26%. 展开更多
关键词 涡轮盘 多轴低循环疲劳 临界平面 寿命预测 SWT(smith-watson-topper)模型 Von Mises等效应变模型
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反对称犬骨状连接试件的应力分析及寿命研究 被引量：1
5
作者 倪俊 刘军 +1 位作者 邵小军 岳珠峰 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期293-296,共4页
对反对称犬骨状连接试件进行疲劳试验,并通过有限元分析,研究孔周应力分布,验证基于应力应变的多轴疲劳预测模型。试验和有限元分析表明,疲劳裂纹一般首先在双犬骨板交界处附近的螺钉孔形成;沉头螺钉连接,使得应力峰值偏向两板交界处;... 对反对称犬骨状连接试件进行疲劳试验,并通过有限元分析,研究孔周应力分布,验证基于应力应变的多轴疲劳预测模型。试验和有限元分析表明,疲劳裂纹一般首先在双犬骨板交界处附近的螺钉孔形成;沉头螺钉连接,使得应力峰值偏向两板交界处;基于应力应变的多轴疲劳寿命预测模型估计试件的疲劳寿命误差为14.5%。 展开更多
关键词 反对称犬骨连接 沉头螺钉 多轴疲劳 smith-watson-topper 寿命预测
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微动垫夹持刚度对微动疲劳寿命的影响分析 被引量：2
6
作者 文长龙 崔海涛 董磊 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2238-2242,共5页
以单卡头式微动疲劳试验装置为对象,设计了不同微动垫夹持型式的微动疲劳试验装置,建立了两种试验装置的物理模型,结合理论分析和有限元数值仿真,从微动垫夹持刚度的角度分析了影响微动疲劳寿命的主要因素,并进行了试验对比验证。结果表... 以单卡头式微动疲劳试验装置为对象,设计了不同微动垫夹持型式的微动疲劳试验装置,建立了两种试验装置的物理模型,结合理论分析和有限元数值仿真,从微动垫夹持刚度的角度分析了影响微动疲劳寿命的主要因素,并进行了试验对比验证。结果表明:夹持刚度的减小对SWT(Smith-Watson-Topper)微动疲劳损伤参量的最大值及位置影响较小,且使其在接触区域的分布趋于对称,可显著地降低相对滑移幅值,进而减小微动疲劳过程中的磨损程度;与夹持刚度较大的试验装置相比,夹持刚度较小的试验装置测试得到的微动疲劳试验寿命较长。 展开更多
关键词 微动疲劳 夹持刚度 SWT(smith-watson-topper)损伤参量 相对滑移幅值 疲劳寿命
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316L不锈钢构件弯曲微动的有限元模拟及其疲劳寿命预测 被引量：3
7
作者 蒋春松 彭金方 +3 位作者 沈明学 宋川 朱一林 朱旻昊 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2013年第8期81-84,97,共5页
利用ABAQUS软件对316L不锈钢构件的弯曲微动过程进行了有限元模拟,采用SWT多轴疲劳准则预测了弯曲微动裂纹萌生的位置和构件的疲劳寿命。结果表明:三维模型模拟显示上表面接触中心沿平板宽度方向的接触压应力分布呈边缘大、中间小的趋势... 利用ABAQUS软件对316L不锈钢构件的弯曲微动过程进行了有限元模拟,采用SWT多轴疲劳准则预测了弯曲微动裂纹萌生的位置和构件的疲劳寿命。结果表明:三维模型模拟显示上表面接触中心沿平板宽度方向的接触压应力分布呈边缘大、中间小的趋势,但最大值并未出现在最边缘,而是在非常靠近边缘的地方;随着弯曲载荷的增大,边缘最大接触压应力随之增大,中间压应力则随之降低直至为零,即随着弯曲载荷的增大,翘曲现象更加严重;疲劳裂纹最易萌生于距接触表面约93μm的次表层,构件疲劳寿命的预测值与试验结果吻合较好。 展开更多
关键词 弯曲微动 SWT模型 裂纹萌生 寿命预测
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