CN110955950B - 一种基于耗散能预测任意应力比下焊缝疲劳寿命的方法 - Google Patents

一种基于耗散能预测任意应力比下焊缝疲劳寿命的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于耗散能预测任意应力比下焊缝疲劳寿命的方法，属于焊缝疲劳寿命计算领域。目的是为了解决在有限试验数据下进行任意应力比焊缝疲劳寿命表征和预测的问题。其原理是通过开展应力比为‑1的焊缝红外热像疲劳试验，获取焊缝耗散能疲劳寿命模型，继而测试任意应力比下焊缝稳定阶段温升，利用Goodman方法修正应力幅值，再根据焊缝耗散能疲劳寿命模型进行寿命预测。该方法能够通过应力比为‑1的焊缝耗散能疲劳寿命模型预测任意应力比下焊缝疲劳寿命。本发明的优点是耗散能既能反映焊缝因晶界位错与滑移而产生热力学行为的疲劳失效本质，其作为标量又能有效避免矢量所涉及的位置与方向问题，且所需试验数据少，时间和资源成本大大降低。

Description

一种基于耗散能预测任意应力比下焊缝疲劳寿命的方法
技术领域
本发明涉及一种基于耗散能预测任意应力比下焊缝疲劳寿命的方法，属于焊缝疲劳寿命计算领域。
背景技术
焊接是目前机械领域一种较为常见的连接方式，然而，焊接加工过程中由于存在温度梯度而使得微观结构不均匀，造成焊缝区域疲劳性能明显低于母材。工程实际焊接结构中，70％以上的焊缝失效属于疲劳失效，若能掌握焊缝服役寿命，可对焊接结构在疲劳失效出现之前进行提前预防，减少财产损失和资源浪费。因此，准确计算焊缝疲劳寿命成为保证焊接结构疲劳可靠性的重要环节。
唐山轨道客车有限责任公司的王贵国(公开号：103838975A)发明的车体焊缝疲劳寿命计算方法及装置，通过焊缝有限元分析计算节点应力，基于主S-N曲线法预测车体焊缝疲劳寿命。大连交通大学的王剑(公开号：107451368A)发明的基于ANSYS平台的焊缝疲劳寿命评估方法，结合ANSYS平台和主S-N曲线法，调用TCL/Tk数据库管理系统，评估焊缝疲劳寿命。尽管上述主S-N曲线法采用网格不敏感的结构应力计算方法，可以相对准确地计算出空间任意走向的焊缝疲劳寿命，但是该方法计算的结构应力主要是线弹性阶段的力学行为，未能有效考虑塑性阶段的力学行为。湖南工业大学米承继(公开号：106354898A)发明的一种基于总应变能量密度的焊缝疲劳寿命计算方法，通过有限元求解焊缝弹塑性力学行为，综合考虑焊缝弹塑性应力应变对疲劳损伤的贡献，并将总应变能量密度作为损伤参量，计算焊缝疲劳寿命。湖南大学宋凯(公开号：105740551B)发明的一种焊缝疲劳寿命预测方法，通过有限元软件分析获得焊缝单元节点的节点力和力矩，然后根据做功相等原理由焊缝单元节点力和力矩计算得到相应的线性力、力矩，并通过转换计算得到焊缝厚度方向上的法向结构应力、剪切结构应力，根据裂纹在厚度方向上的实际扩展角度对其进行修正，通过经过修正的法向结构应力、剪切结构应力计算得到相应的等效的应力强度因子，从而得到在实际裂纹扩展路径上的平均等效的应力强度因子，并将其作为焊缝疲劳寿命的评价参量，预测焊缝疲劳寿命。上述方法充分考虑了焊缝弹塑性力学行为对疲劳损伤的影响，但是应力应变等力学响应的精确求解取决于材料本构模型以及网格质量，且如何快速确定引起疲劳损伤的主应力或主应变或主应变能密度是另一难题。因此，目前焊缝疲劳寿命预测方法在计算精度和效率方面依然存在诸多不足。
发明内容
为解决现有焊缝疲劳寿命计算方法所存在的预测精度和计算效率偏低等问题，克服背景技术所述缺陷，本发明提供一种基于耗散能预测任意应力比下焊缝疲劳寿命的方法，本发明方法包括以下步骤：
(1)通过开展应力比R-1为-1条件下的焊缝红外热像疲劳试验，获取焊缝疲劳损伤演化过程中所产生的温度场，绘制温升θ与焊缝疲劳寿命Nf响应曲线，计算焊缝疲劳特性参数，建立焊缝耗散能疲劳寿命模型；
(2)通过开展任意应力比R下的焊缝红外热像疲劳试验，得到各任意应力比R下所对应焊缝稳定阶段的温升θAS；
(3)确定任意应力比R、任意应力比R下的应力幅值σa和任意应力比R下的平均应力σm，根据Goodman方法将任意应力比R下的应力幅值σa修正为应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000021
(4)结合修正后应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000022
和焊缝耗散能疲劳寿命模型，计算任意应力比R下的焊缝疲劳寿命Nf。
进一步地，所述的步骤(1)中，焊缝耗散能疲劳寿命模型按如下步骤建立：
步骤一：根据焊缝材料屈服强度σs，确定焊缝红外热像疲劳试验应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000023
分别为0.8σs、0.75σs、0.7σs、0.65σs、0.6σs、0.55σs、0.5σs；
步骤二：开展应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000024
为0.85σs的焊缝红外热像疲劳试验直至焊缝发生疲劳失效而试验中止，得到焊缝疲劳损伤演化过程中的温度场，绘制温升θ与疲劳寿命Nf响应曲线；
步骤三：焊缝耗散能疲劳寿命模型按照下式计算：
Figure BDA0001810119010000025
式(1)中，Nf为焊缝疲劳寿命，f为加载频率，τ为焊缝材料与环境发生热对流和热辐射有关的时间常数，Ec为极限耗散能，ρ为焊缝材料密度，C为焊缝材料传热系数，θAS为焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升；
步骤四：开展应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000026
为0.8σs、0.75σs、0.7σs、0.65σs、0.6σs、0.55σs、0.5σs下的焊缝红外热像疲劳试验，所有疲劳试验均在一根焊缝试件上完成，从应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000027
为0.5σs开始依次往上递增，每一个应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000028
加载0.5万次，加载频率为5Hz,获取每一个应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000029
下焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS，并绘制焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS与应力比R-1为-1条件下的应力幅值平方
Figure BDA0001810119010000031
响应曲线；
步骤五：焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS与应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000032
存在如下关系：
Figure BDA0001810119010000033
式(2)中，KT为焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS与应力比R-1为-1条件下的应力幅值平方
Figure BDA0001810119010000034
响应曲线的斜率，m为焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS与应力比R-1为-1条件下的应力幅值平方
Figure BDA0001810119010000035
响应曲线的截距，应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000036
满足如下条件：
Figure BDA0001810119010000037
σc为焊缝产生耗散能的最小应力值；
步骤六：根据焊缝材料与环境发生热对流和热辐射有关的时间常数τ、焊缝材料密度ρ、焊缝材料传热系数C、极限耗散能Ec以及加载频率f和焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS、应力比R-1为-1条件下的应力幅值平方
Figure BDA0001810119010000038
即可确定应力比R-1为-1条件下焊缝疲劳寿命Nf以及焊缝疲劳寿命Nf与应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000039
的数学关系：
Figure BDA00018101190100000310
步骤七：结合焊缝红外热像疲劳试验数据和式(3)，验证和修正焊缝耗散能疲劳寿命模型。
进一步地，所述的步骤(1)中，所述温升θ是指时间间隔为0.01s时温度变化值。
进一步地，所述的步骤(2)中，任意应力比R满足如下条件：-1＜R＜1；所述焊缝稳定阶段是指温升θ为一恒定值的阶段。
进一步地，所述的步骤(3)中，所述任意应力比R下的焊缝红外热像疲劳试验是指任意应力比R下的应力幅值σa和任意应力比R下的平均应力σm为一定值的焊缝红外热像疲劳试验，加载0.5万次，加载频率为5Hz,获取任意应力比R下的应力幅值σa和任意应力比R下的平均应力σm为一定值的焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS。
进一步地，任意应力比R下的应力幅值σa满足如下条件：
Figure BDA00018101190100000311
任意应力比R下的平均应力σm满足如下条件：0＜σm＜σs。
进一步地，所述的步骤(3)中，所述Goodman方法按照下式将任意应力比R下的应力幅值σa修正为应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA00018101190100000312
Figure BDA00018101190100000313
式(4)中，σa和σm分别为任意应力比R下所对应的应力幅值和平均应力。
进一步地，所述的步骤(4)中，将修正后应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000041
或任意应力比R下的应力幅值σa和任意应力比R下的平均应力σm为一定值的焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS代入式(3)，即可计算任意应力比R下的焊缝疲劳寿命Nf。
进一步地，所述焊缝的母材为金属材料，焊接工艺类型为电弧焊或气焊或激光焊或电子束焊或钎焊或热熔焊或爆炸焊。
进一步地，所述焊缝红外热像疲劳试验的载荷是拉压载荷或拉拉载荷或压压载荷或扭转载荷或弯曲载荷或任意组合载荷。
本方法的有益效果是：耗散能既能反映焊缝因晶界位错与滑移而产生热力学行为的疲劳失效本质，其作为标量又能有效避免矢量所涉及的位置与方向问题，且所需试验数据少，时间和资源成本大大降低。
附图说明
图1为一种基于耗散能预测任意应力比下焊缝疲劳寿命的方法流程图；
图2为温升θ与焊缝疲劳寿命Nf响应曲线示意图；
图3为某一高强钢焊缝应力比R-1为-1条件下应力幅值
Figure BDA0001810119010000042
为200MPa的温度场；
图4为某一高强钢焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS与应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000043
响应曲线；
图5为某一高强钢焊缝疲劳寿命Nf与应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000044
响应曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
下面给出了某一高强钢焊缝疲劳寿命计算的实例，但本发明的保护范围不限于下述的实施范例。
步骤一：通过开展应力比R-1为-1条件下的高强钢焊缝红外热像疲劳试验，获取高强钢焊缝疲劳损伤演化过程中所产生的温度场，绘制温升θ与高强钢焊缝疲劳寿命Nf响应曲线，计算高强钢焊缝疲劳特性参数，建立高强钢焊缝耗散能疲劳寿命模型；
根据高强钢焊缝材料屈服强度σs为490MPa，确定高强钢焊缝红外热像疲劳试验应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000045
分别为0.8σs、0.75σs、0.7σs、0.65σs、0.6σs、0.55σs、0.5σs开展应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000046
为0.85σs的高强钢焊缝红外热像疲劳试验直至高强钢焊缝发生疲劳失效而试验中止，绘制温升θ与疲劳寿命Nf响应曲线示意图如图2所示，得到高强钢焊缝疲劳损伤演化过程中的温度场如图3所示。高强钢焊缝耗散能疲劳寿命模型按照下式计算：
Figure BDA0001810119010000051
式(1)中，Nf为高强钢焊缝疲劳寿命，是温升θ与疲劳寿命Nf响应曲线的横坐标值；f为加载频率，取为5Hz；τ为高强钢焊缝材料与环境发生热对流和热辐射有关的时间常数，取为28.9s；Ec为极限耗散能,是温升θ与疲劳寿命Nf响应曲线与横坐标疲劳寿命Nf所围成的面积8.77×1010J/m3，ρ为高强钢焊缝材料密度8766kg/m3，C为高强钢焊缝材料传热系数388Jkg-1K-1，θAS为高强钢焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升，是温升θ与疲劳寿命Nf响应曲线的某一纵坐标值。
进而开展应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000052
为0.8σs、0.75σs、0.7σs、0.65σs、0.6σs、0.55σs、0.5σs下的高强钢焊缝红外热像疲劳试验，所有疲劳试验均在一根焊缝试件上完成，从应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000053
为0.5σs开始依次往上递增，每一个应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000054
加载0.5万次，加载频率为5Hz,获取每一个应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000055
下高强钢焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS，并绘制高强钢焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS与应力比R-1为-1条件下的应力幅值平方
Figure BDA0001810119010000056
响应曲线；
如图4所示，根据高强钢焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS与应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000057
存在如下关系：
Figure BDA0001810119010000058
式(2)中，KT为高强钢焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS与应力比R-1为-1条件下的应力幅值平方
Figure BDA0001810119010000059
响应曲线的斜率，m为高强钢焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS与应力比R-1为-1条件下的应力幅值平方
Figure BDA00018101190100000510
响应曲线的截距，应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA00018101190100000511
满足如下条件：
Figure BDA00018101190100000512
σc为高强钢焊缝产生耗散能的最小应力值。
根据高强钢焊缝材料与环境发生热对流和热辐射有关的时间常数τ、高强钢焊缝材料密度ρ、高强钢焊缝材料传热系数C、极限耗散能Ec以及加载频率f和高强钢焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS、应力比R-1为-1条件下的应力幅值平方
Figure BDA00018101190100000513
如图5所示，即可确定应力比R-1为-1条件下高强钢焊缝疲劳寿命Nf以及高强钢焊缝疲劳寿命Nf与应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA00018101190100000514
的数学关系：
Figure BDA00018101190100000515
结合高强钢焊缝红外热像疲劳试验数据和式(3)，验证和修正高强钢焊缝耗散能疲劳寿命模型，其中KT为0.534e-4,m为15.43。
步骤二：通过开展任意应力比R下的高强钢焊缝红外热像疲劳试验，得到各任意应力比R下所对应高强钢焊缝稳定阶段的温升θAS；
高强钢焊缝红外热像疲劳试验的应力比R满足如下条件：-1＜R＜1。其中以应力比R等于0.1为例，此应力比下应力幅值σa为300MPa，高强钢焊缝稳定阶段的温升θAS为27K。
步骤三：应力比R等于0.1、应力比R等于0.1下的应力幅值σa为300MPa和应力比R等于0.1下的平均应力σm为366MPa，根据Goodman方法将应力比R等于0.1下的应力幅值σa修正为应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000061
所述Goodman方法按照下式将应力比R等于0.1下的应力幅值σa修正为应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000062
Figure BDA0001810119010000063
式(4)中，σa和σm分别为应力比R等于0.1下所对应的应力幅值和平均应力，最终修正后的应力幅值
Figure BDA0001810119010000064
为1186MPa。
步骤四：结合修正后应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure BDA0001810119010000065
和高强钢焊缝耗散能疲劳寿命模型，计算应力比R等于0.1下的高强钢焊缝疲劳寿命Nf,根据式(3)计算得到的高强钢焊缝疲劳寿命Nf为61221次。

Claims (9)

1.一种基于耗散能预测任意应力比下焊缝疲劳寿命的方法，其特征在于所述的方法包括如下步骤：
步骤一：根据焊缝材料屈服强度σs，确定焊缝红外热像疲劳试验应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure FDA0003722332820000011
分别为0.8σs、0.75σs、0.7σs、0.65σs、0.6σs、0.55σs、0.5σs；开展应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure FDA0003722332820000012
为0.85σs的焊缝红外热像疲劳试验直至焊缝发生疲劳失效而试验中止，得到焊缝疲劳损伤演化过程中的温度场，绘制温升θ与疲劳寿命Nf响应曲线；焊缝耗散能疲劳寿命模型按照下式计算：
Figure FDA0003722332820000013
式(1)中，Nf为焊缝疲劳寿命，f为加载频率，τ为焊缝材料与环境发生热对流和热辐射有关的时间常数，Ec为极限耗散能，ρ为焊缝材料密度，C为焊缝材料传热系数，θAS为焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升；开展应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure FDA0003722332820000014
为0.8σs、0.75σs、0.7σs、0.65σs、0.6σs、0.55σs、0.5σs下的焊缝红外热像疲劳试验，所有疲劳试验均在一根焊缝试件上完成，从应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure FDA0003722332820000015
为0.5σs开始依次往上递增，每一个应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure FDA0003722332820000016
加载0.5万次，加载频率为5Hz，获取每一个应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure FDA0003722332820000017
下焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS，并绘制焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS与应力比R-1为-1条件下的应力幅值平方
Figure FDA0003722332820000018
响应曲线；焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS与应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure FDA0003722332820000019
存在如下关系：
Figure FDA00037223328200000110
式(2)中，KT为焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS与应力比R-1为-1条件下的应力幅值平方
Figure FDA00037223328200000111
响应曲线的斜率，m为焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS与应力比R-1为-1条件下的应力幅值平方
Figure FDA00037223328200000112
响应曲线的截距，应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure FDA00037223328200000113
满足如下条件：
Figure FDA00037223328200000114
σc为焊缝产生耗散能的最小应力值；根据焊缝材料与环境发生热对流和热辐射有关的时间常数τ、焊缝材料密度ρ、焊缝材料传热系数C、极限耗散能Ec以及加载频率f和焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS、应力比R-1为-1条件下的应力幅值平方
Figure FDA00037223328200000115
即可确定应力比R-1为-1条件下焊缝疲劳寿命Nf以及焊缝疲劳寿命Nf与应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure FDA00037223328200000116
的数学关系：
Figure FDA00037223328200000117
结合焊缝红外热像疲劳试验数据和式(3)，验证和修正焊缝耗散能疲劳寿命模型；
步骤二：通过开展任意应力比R下的焊缝红外热像疲劳试验，得到各任意应力比R下所对应焊缝稳定阶段的温升θAS；
步骤三：确定任意应力比R、任意应力比R下的应力幅值σa和任意应力比R下的平均应力σm，根据Goodman方法将任意应力比R下的应力幅值σa修正为应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure FDA0003722332820000021
步骤四：结合修正后应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure FDA0003722332820000022
和焊缝耗散能疲劳寿命模型，计算任意应力比R下的焊缝疲劳寿命Nf。
2.如权利要求1所述的一种基于耗散能预测任意应力比下焊缝疲劳寿命的方法，其特征在于所述的步骤一中，所述温升θ是指时间间隔为0.01s时温度变化值。
3.如权利要求1所述的一种基于耗散能预测任意应力比下焊缝疲劳寿命的方法，其特征在于所述的步骤二中，任意应力比R满足如下条件：-1<R<1；所述焊缝稳定阶段是指温升θ为一恒定值的阶段。
4.如权利要求1所述的一种基于耗散能预测任意应力比下焊缝疲劳寿命的方法，其特征在于所述的步骤三中，所述任意应力比R下的焊缝红外热像疲劳试验是指任意应力比R下的应力幅值σa和任意应力比R下的平均应力σm为一定值的焊缝红外热像疲劳试验，加载0.5万次，加载频率为5Hz,获取任意应力比R下的应力幅值σa和任意应力比R下的平均应力σm为一定值的焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS。
5.如权利要求4所述的一种基于耗散能预测任意应力比下焊缝疲劳寿命的方法，其特征在于任意应力比R下的应力幅值σa满足如下条件：
Figure FDA0003722332820000023
任意应力比R下的平均应力σm满足如下条件：0<σm<σs。
6.如权利要求1所述的一种基于耗散能预测任意应力比下焊缝疲劳寿命的方法，其特征在于所述的步骤三中，所述Goodman方法按照下式将任意应力比R下的应力幅值σa修正为应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure FDA0003722332820000026
Figure FDA0003722332820000024
式(4)中，σa和σm分别为任意应力比R下所对应的应力幅值和平均应力。
7.如权利要求1所述的一种基于耗散能预测任意应力比下焊缝疲劳寿命的方法，其特征在于所述的步骤四中，将修正后应力比R-1为-1条件下的应力幅值
Figure FDA0003722332820000025
或任意应力比R下的应力幅值σa和任意应力比R下的平均应力σm为一定值的焊缝红外热像疲劳试验稳定阶段的温升θAS代入式(3)，即可计算任意应力比R下的焊缝疲劳寿命Nf。
8.如权利要求1所述的一种基于耗散能预测任意应力比下焊缝疲劳寿命的方法，其特征在于：所述焊缝的母材为金属材料，焊接工艺类型为电弧焊或气焊或激光焊或电子束焊或钎焊或热熔焊或爆炸焊。
9.如权利要求1所述的一种基于耗散能预测任意应力比下焊缝疲劳寿命的方法，其特征在于：所述焊缝红外热像疲劳试验的载荷是拉压载荷或拉拉载荷或压压载荷或扭转载荷或弯曲载荷或任意组合载荷。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112100563B (zh) * 2020-09-11 2024-04-19 广州汽车集团股份有限公司 多轴载荷等效处理方法、装置、计算机设备和介质
KR102454418B1 (ko) * 2020-09-11 2022-10-17 고려대학교 산학협력단 열화상카메라를 이용한 부재 에너지 소산측정시스템 및 소산측정방법
CN113779714B (zh) * 2021-08-24 2023-05-05 江苏徐工工程机械研究院有限公司 一种焊接接头用p_s_n曲线测定方法、装置及系统
CN116050202A (zh) * 2022-12-22 2023-05-02 中国人民解放军海军工程大学 适应多种平均应力表现的Chaboche叶片疲劳寿命预测模型及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103077320A (zh) * 2013-01-18 2013-05-01 大连交通大学 一种基于粗糙集理论的焊接疲劳分析方法
CN106354898A (zh) * 2016-06-28 2017-01-25 湖南工业大学 一种基于总应变能量密度的焊缝疲劳寿命计算方法
CN107677547A (zh) * 2017-09-06 2018-02-09 中国航发北京航空材料研究院 材料的疲劳、蠕变和疲劳‑蠕变交互统一寿命的表征方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002101097A1 (fr) * 2001-06-12 2002-12-19 Leonid Mikhaylovich Lobanov Procede de traitement de joints soudes de structures metalliques par martelage haute frequence
US9483605B2 (en) * 2013-03-14 2016-11-01 United Technologies Corporation Probabilistic high cycle fatigue (HCF) design optimization process

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103077320A (zh) * 2013-01-18 2013-05-01 大连交通大学 一种基于粗糙集理论的焊接疲劳分析方法
CN106354898A (zh) * 2016-06-28 2017-01-25 湖南工业大学 一种基于总应变能量密度的焊缝疲劳寿命计算方法
CN107677547A (zh) * 2017-09-06 2018-02-09 中国航发北京航空材料研究院 材料的疲劳、蠕变和疲劳‑蠕变交互统一寿命的表征方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于焊缝品质参数区间模型的疲劳寿命预测方法;米承继等;《中国机械工程》;20171130;全文 *
基于红外热像法的4003铁素体不锈钢及其焊接接头疲劳裂纹扩展行为研究;卫朝阳;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士) 工程科技Ⅰ辑》;20160815;第27-45页 *
考虑非线性累积损伤的桥梁疲劳寿命分析;王会利等;《大连理工大学学报》;20160726(第04期);全文 *

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