CN111721647A - 一种低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法 - Google Patents

一种低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法，包括以下步骤：S1：设置试件长度和试件直径；S2：计算试件截面面积和相对循环寿命百分比；S3：计算每次循环应力范围和每次循环应变范围；S4：计算每次应力幅值和每次应变幅值；S5：计算每次循环软化指数；S6：建立每次循环的滞回曲线；S7：完成低周疲劳测数据处理和内应力评估。本发明设计了低周疲劳数据的处理流程方法，解决了处理海量低周疲劳数据的计算问题，并在此基础上进行了低周疲劳内应力的计算提取，具有良好的兼容性和可移植性。

Description

一种低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法
技术领域
本发明属于低周疲劳技术领域，具体涉及一种低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法。
背景技术
低周疲劳是一种重要的应变疲劳，广泛存在于各种工程构件中，并且直接关系到构件失效行为。因此，低周疲劳是一种常见且重要的疲劳失效方式，必须对其进行深入研究和探索。低周疲劳测试是常见的研究方式之一，也是最重要的研究手段之一。通常情况下低周疲劳要持续测试到105循环周次，在每次循环测试中都会产生大量的测试数据，包括应变测试过程设备输出的各种变量，例如位移值、载荷值、能量值及循环寿命等。如何高效地处理低周测试数据并从中提取规律性分布就显得尤为重要。
此外，材料在发生低周疲劳时，其内应力和材料微观组织会发生一定的改变，并且内应力与微观组织存在一定关联，即微观组织的改变会影响内应力的分布，而内应力则是微观结构改变的直观表现。因此，通过内应力的评估就在一定程度上能反映材料微观结构的演化趋势，并进一步评估低周疲劳损伤失效与寿命问题。而目前针对低周疲劳内应力的评估缺乏行之有效的流程和手段方法，严重影响其在工程中的应用。
发明内容
本发明的目的是为了解决评估低周疲劳内应力的问题，提出了一种低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法。
本发明的技术方案是：一种低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法包括以下步骤：
S1：根据低周疲劳测试数据与内应力处理范围设置试件长度和试件直径；
S2：根据试件长度和试件直径计算试件截面面积，并根据试件循环寿命计算相对循环寿命百分比；
S3：根据试件截面面积计算每次循环应力范围，根据试件长度计算每次循环应变范围；
S4：根据每次循环应力范围计算每次应力幅值，并根据每次循环应变范围计算每次应变幅值；
S5：根据每次循环应力范围和每次应力幅值计算每次循环软化指数；
S6：以每次应变幅值为横坐标，以每次应力幅值为纵坐标，建立每次循环的滞回曲线；
S7：利用相对循环寿命百分比、每次循环的滞回曲线和每次循环软化指数，完成低周疲劳测数据处理和内应力评估。
进一步地，步骤S2中，试件截面面积A的计算公式为：
A＝3.14*R2
其中，R表示试件半径；
相对循环寿命百分比n的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000021
其中，Ni表示试件单次循环寿命，N表示试件总疲劳寿命。
进一步地，步骤S3中，每次循环应力范围Δσ的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000022
其中，Fu表示低周疲劳测试设备的上端载荷值，Fd表示低周疲劳测试设备的下端载荷值，A表示试件截面面积；
每次循环应变范围Δε的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000031
其中，Su表示低周疲劳测试设备的上端位移值，Sd表示低周疲劳测试设备的下端位移值，L表示试件长度。
进一步地，步骤S4中，每次应力幅值Δσa的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000032
其中，Δσ表示每次循环应力范围；
每次应变幅值Δεa的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000033
其中，Δε表示每次循环应变范围。
进一步地，步骤S5中，每次循环软化指数SF的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000034
其中，Δσ表示每次循环应力范围，ΔσN1/2表示每次应变幅值Δεa的50％寿命的应力幅值。
进一步地，步骤S7中，低周疲劳测试数据处理包括以下子步骤：
A71：对每个滞回曲线上的所有数据点进行塑性应变计算，得到对应的塑性应变幅值；
A72：采用迭代算法遍寻每个滞回曲线上的所有数据点，记录应力发生符号变化时的塑性应变幅值，并得到塑性应变范围；
A73：根据每次循环应变范围和塑性应变范围计算弹性应变范围，并得到弹性应变幅值；
A74：根据塑性应变幅值和弹性应变幅值计算循环应变比率；
A75：将每次循环应力范围、每次应力幅值、每次循环应变范围、每次应变幅值、每次循环软化指数、塑性应变幅值和循环应变比率按照循环寿命百分比进行排列规划，完成低周疲劳数据处理。
进一步地，步骤A72中，塑性应变幅值
Figure BDA0002555451460000041
的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000042
其中，Δε表示每次循环应变范围，Δεe表示弹性应变，Δεi表示第i个循环对应的总应变，Δεi+1表示第i+1个循环对应的总应变，Δσ表示每次循环应力范围，Δσi表示第i个循环对应的应力范围，Δσi+1表示第i+1个循环对应的应力范围，i的取值范围为无穷大；
步骤A72中，塑性应变范围
Figure BDA0002555451460000043
的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000044
其中，
Figure BDA0002555451460000045
表示塑性应变幅值；
步骤A73中，弹性应变范围
Figure BDA0002555451460000046
的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000047
其中，Δε表示每次循环应变范围；
Figure BDA0002555451460000048
表示塑性应变范围；
步骤A73中，弹性应变幅值
Figure BDA0002555451460000049
的计算公式为：
Figure BDA00025554514600000410
其中，
Figure BDA00025554514600000411
表示弹性应变范围；
步骤A74中，循环应变比率SRi的计算公式为：
Figure BDA00025554514600000412
其中，
Figure BDA00025554514600000413
表示第i次循环的塑性应变幅值，
Figure BDA00025554514600000414
表示第i次循环的弹性应变幅值。
进一步地，步骤S7中，内应力评估包括以下子步骤：
B71：利用遍寻算法得到每个滞回曲线上的正向最高点位置，并提取对应的第一应力幅值和第一应变幅值；利用遍寻算法和大小比对算法得到每个滞回曲线上的正向最低点位置，并提取对应的第二应力幅值和第二应变幅值；
B72：利用线性关系对正向最高点位置和正向最低点位置进行曲线拟合，并得到拟合应力值；
B73：遍寻拟合应力值分别与每个滞回曲线上的最大应力幅值和最小应力幅值之差，分别得到每次循环的第一差值和每次循环的第二差值；
B74：设置最小误差值，判断每次循环的第一差值是否小于最小误差值，若是则进入步骤B75，否则返回步骤B73；
B75：判断每次循环的第二差值是否小于最小误差值，若是则进入步骤B76，否则返回步骤B73；
B76：比较每次循环的第一差值和每次循环的第二差值的数值大小，将较大值设置为每次循环的最大应力值，将较小值设置为每次循环的最小应力值；
B77：根据每次循环对应的最大应力值和每次循环对应的最小应力值计算每次循环的背应力值、每次循环的等效力值和每次循环的粘性应力值，完成内应力评估。
进一步地，步骤B77中，每次循环的背应力值σback的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000051
每次循环的等效力值σiso的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000052
每次循环的粘性应力值σvis的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000053
其中，σu表示低周疲劳测试设备的上端应力值，即每次循环对应的最大应力值，σd表示低周疲劳测试设备的下端应力值，即每次循环对应的最小应力值，L表示试件长度。
本发明的有益效果是：
(1)本发明设计了低周疲劳数据的处理流程方法，解决了处理海量低周疲劳数据的计算问题，并在此基础上进行了低周疲劳内应力的计算提取，具有良好的兼容性和可移植性。
(2)本发明为研究材料低周疲劳数据处理与内应力计算提取和评估提供了重要的算法指导和技术支撑，具有重要的科学意义和工程应用价值；同时也为内应力的计算评估提供了高效可靠的技术路线。
(3)通过本发明的方法可以有效地提高低周疲劳数据处理能力，提高研究效率，并获得内应力计算提取与评估模型算法。
附图说明
图1为低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法的流程图；
图2为内应力评估方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。
如图1所示，本发明提供了一种低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法，包括以下步骤：
S1：根据低周疲劳测试数据与内应力处理范围设置试件长度和试件直径
S2：根据试件长度和试件直径计算试件截面面积，并根据试件循环寿命计算相对循环寿命百分比；
S3：根据试件截面面积计算每次循环应力范围，根据试件长度计算每次循环应变范围；
S4：根据每次循环应力范围计算每次应力幅值，并根据每次循环应变范围计算每次应变幅值；
S5：根据每次循环应力范围和每次应力幅值计算每次循环软化指数；
S6：以每次应变幅值为横坐标，以每次应力幅值为纵坐标，建立每次循环的滞回曲线；
S7：利用相对循环寿命百分比、每次循环的滞回曲线和每次循环软化指数，完成低周疲劳测数据处理和内应力评估。
在本发明实施例中，如图1所示，步骤S2中，试件截面面积A的计算公式为：
A＝3.14*R2
其中，R表示试件半径；
相对循环寿命百分比n的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000071
其中，Ni表示试件单次循环寿命，N表示试件总疲劳寿命。
在本发明实施例中，如图1所示，步骤S3中，每次循环应力范围Δσ的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000072
其中，Fu表示低周疲劳测试设备的上端载荷值，Fd表示低周疲劳测试设备的下端载荷值，A表示试件截面面积；
每次循环应变范围Δε的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000073
其中，Su表示低周疲劳测试设备的上端位移值，Sd表示低周疲劳测试设备的下端位移值，L表示试件长度。
在本发明实施例中，如图1所示，步骤S4中，每次应力幅值Δσa的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000081
其中，Δσ表示每次循环应力范围；
每次应变幅值Δεa的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000082
其中，Δε表示每次循环应变范围。
在本发明实施例中，如图1所示，步骤S5中，每次循环软化指数SF的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000083
其中，Δσ表示每次循环应力范围，
Figure BDA0002555451460000084
表示每次应变幅值Δεa的50％寿命的应力幅值。
在本发明实施例中，如图1所示，步骤S7中，低周疲劳测试数据处理包括以下子步骤：
A71：对每个滞回曲线上的所有数据点进行塑性应变计算，得到对应的塑性应变幅值；
A72：采用迭代算法遍寻每个滞回曲线上的所有数据点，记录应力发生符号变化时的塑性应变幅值，并得到塑性应变范围；
A73：根据每次循环应变范围和塑性应变范围计算弹性应变范围，并得到弹性应变幅值；
A74：根据塑性应变幅值和弹性应变幅值计算循环应变比率；
A75：将每次循环应力范围、每次应力幅值、每次循环应变范围、每次应变幅值、每次循环软化指数、塑性应变幅值和循环应变比率按照循环寿命百分比进行排列规划，完成低周疲劳数据处理。
在本发明实施例中，如图1所示，步骤A72中，塑性应变幅值Δεi p的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000091
其中，Δε表示每次循环应变范围，Δεe表示弹性应变，Δεi表示第i个循环对应的总应变，Δεi+1表示第i+1个循环对应的总应变，Δσ表示每次循环应力范围，Δσi表示第i个循环对应的应力范围，Δσi+1表示第i+1个循环对应的应力范围，i的取值范围为无穷大；
步骤A72中，塑性应变范围
Figure BDA0002555451460000092
的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000093
其中，
Figure BDA0002555451460000094
表示塑性应变幅值；
步骤A73中，弹性应变范围
Figure BDA0002555451460000095
的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000096
其中，Δε表示每次循环应变范围；
Figure BDA0002555451460000097
表示塑性应变范围；
步骤A73中，弹性应变幅值
Figure BDA0002555451460000098
的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000099
其中，
Figure BDA00025554514600000910
表示弹性应变范围；
步骤A74中，循环应变比率SRi的计算公式为：
Figure BDA00025554514600000911
其中，
Figure BDA00025554514600000912
表示第i次循环的塑性应变幅值，
Figure BDA00025554514600000913
表示第i次循环的弹性应变幅值。
在本发明实施例中，如图2所示，步骤S7中，内应力评估包括以下子步骤：
B71：利用遍寻算法得到每个滞回曲线上的正向最高点位置，并提取对应的第一应力幅值和第一应变幅值；利用遍寻算法和大小比对算法得到每个滞回曲线上的正向最低点位置，并提取对应的第二应力幅值和第二应变幅值；
B72：利用线性关系对正向最高点位置和正向最低点位置进行曲线拟合，并得到拟合应力值；
B73：遍寻拟合应力值分别与每个滞回曲线上的最大应力幅值和最小应力幅值之差，分别得到每次循环的第一差值和每次循环的第二差值；
B74：设置最小误差值，判断每次循环的第一差值是否小于最小误差值，若是则进入步骤B75，否则返回步骤B73；
B75：判断每次循环的第二差值是否小于最小误差值，若是则进入步骤B76，否则返回步骤B73；
B76：比较每次循环的第一差值和每次循环的第二差值的数值大小，将较大值设置为每次循环的最大应力值，将较小值设置为每次循环的最小应力值；
B77：根据每次循环对应的最大应力值和每次循环对应的最小应力值计算每次循环的背应力值、每次循环的等效力值和每次循环的粘性应力值，完成内应力评估。
在本发明实施例中，如图2所示，步骤B77中，每次循环的背应力值σback的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000101
每次循环的等效力值σiso的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000102
每次循环的粘性应力值σvis的计算公式为：
Figure BDA0002555451460000111
其中，σu表示低周疲劳测试设备的上端应力值，即每次循环对应的最大应力值，σd表示低周疲劳测试设备的下端应力值，即每次循环对应的最小应力值，L表示试件长度。
本发明的工作原理及过程为：本发明根据每次循环应力范围、每次循环应力幅值、每次循环应变范围和每次循环应变幅值构建每次循环滞回曲线；再根据每次循环滞回曲线构建低周疲劳数据处理算法，实现低周疲劳数据提取与计算；然后建立低周疲劳内应力评估算法，实现低周测试数据相关内应力计算提取与评估。
本发明的有益效果为：
(1)本发明设计了低周疲劳数据的处理流程方法，解决了处理海量低周疲劳数据的计算问题，并在此基础上进行了低周疲劳内应力的计算提取，具有良好的兼容性和可移植性。
(2)本发明为研究材料低周疲劳数据处理与内应力计算提取和评估提供了重要的算法指导和技术支撑，具有重要的科学意义和工程应用价值；同时也为内应力的计算评估提供了高效可靠的技术路线。
(3)通过本发明的方法可以有效地提高低周疲劳数据处理能力，提高研究效率，并获得内应力计算提取与评估模型算法。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据低周疲劳测试数据与内应力处理范围设置试件长度和试件直径；
S2：根据试件长度和试件直径计算试件截面面积，并根据试件循环寿命计算相对循环寿命百分比；
S3：根据试件截面面积计算每次循环应力范围，根据试件长度计算每次循环应变范围；
S4：根据每次循环应力范围计算每次应力幅值，并根据每次循环应变范围计算每次应变幅值；
S5：根据每次循环应力范围和每次应力幅值计算每次循环软化指数；
S6：以每次应变幅值为横坐标，以每次应力幅值为纵坐标，建立每次循环的滞回曲线；
S7：利用相对循环寿命百分比、每次循环的滞回曲线和每次循环软化指数，完成低周疲劳测数据处理和内应力评估。
2.根据权利要求1所述的低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法，其特征在于，所述步骤S2中，试件截面面积A的计算公式为：
A＝3.14*R2
其中，R表示试件半径；
相对循环寿命百分比n的计算公式为：
Figure FDA0002555451450000011
其中，Ni表示试件单次循环寿命，N表示试件总疲劳寿命。
3.根据权利要求1所述的低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法，其特征在于，所述步骤S3中，每次循环应力范围Δσ的计算公式为：
Figure FDA0002555451450000021
其中，Fu表示低周疲劳测试设备的上端载荷值，Fd表示低周疲劳测试设备的下端载荷值，A表示试件截面面积；
每次循环应变范围Δε的计算公式为：
Figure FDA0002555451450000022
其中，Su表示低周疲劳测试设备的上端位移值，Sd表示低周疲劳测试设备的下端位移值，L表示试件长度。
4.根据权利要求1所述的低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法，其特征在于，所述步骤S4中，每次应力幅值Δσa的计算公式为：
Figure FDA0002555451450000023
其中，Δσ表示每次循环应力范围；
每次应变幅值Δεa的计算公式为：
Figure FDA0002555451450000024
其中，Δε表示每次循环应变范围。
5.根据权利要求1所述的低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法，其特征在于，所述步骤S5中，每次循环软化指数SF的计算公式为：
Figure FDA0002555451450000025
其中，Δσ表示每次循环应力范围，ΔσN1/2表示每次应变幅值Δεa的50％寿命的应力幅值。
6.根据权利要求1所述的低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法，其特征在于，所述步骤S7中，低周疲劳测试数据处理包括以下子步骤：
A71：对每个滞回曲线上的所有数据点进行塑性应变计算，得到对应的塑性应变幅值；
A72：采用迭代算法遍寻每个滞回曲线上的所有数据点，记录应力发生符号变化时的塑性应变幅值，并得到塑性应变范围；
A73：根据每次循环应变范围和塑性应变范围计算弹性应变范围，并得到弹性应变幅值；
A74：根据塑性应变幅值和弹性应变幅值计算循环应变比率；
A75：将每次循环应力范围、每次应力幅值、每次循环应变范围、每次应变幅值、每次循环软化指数、塑性应变幅值和循环应变比率按照循环寿命百分比进行排列规划，完成低周疲劳数据处理。
7.根据权利要求6所述的低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法，其特征在于，所述步骤A72中，塑性应变幅值
Figure FDA0002555451450000031
的计算公式为：
Figure FDA0002555451450000032
其中，Δε表示每次循环应变范围，Δεe表示弹性应变，Δεi表示第i个循环对应的总应变，Δεi+1表示第i+1个循环对应的总应变，Δσ表示每次循环应力范围，Δσi表示第i个循环对应的应力范围，Δσi+1表示第i+1个循环对应的应力范围，i的取值范围为无穷大；
所述步骤A72中，塑性应变范围
Figure FDA0002555451450000033
的计算公式为：
Figure FDA0002555451450000034
其中，
Figure FDA0002555451450000035
表示塑性应变幅值；
所述步骤A73中，弹性应变范围
Figure FDA0002555451450000036
的计算公式为：
Figure FDA0002555451450000037
其中，Δε表示每次循环应变范围；
Figure FDA0002555451450000038
表示塑性应变范围；
所述步骤A73中，弹性应变幅值
Figure FDA0002555451450000039
的计算公式为：
Figure FDA0002555451450000041
其中，
Figure FDA0002555451450000042
表示弹性应变范围；
所述步骤A74中，循环应变比率SRi的计算公式为：
Figure FDA0002555451450000043
其中，
Figure FDA0002555451450000044
表示第i次循环的塑性应变幅值，
Figure FDA0002555451450000045
表示第i次循环的弹性应变幅值。
8.根据权利要求1所述的低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法，其特征在于，所述步骤S7中，内应力评估包括以下子步骤：
B71：利用遍寻算法得到每个滞回曲线上的正向最高点位置，并提取对应的第一应力幅值和第一应变幅值；利用遍寻算法和大小比对算法得到每个滞回曲线上的正向最低点位置，并提取对应的第二应力幅值和第二应变幅值；
B72：利用线性关系对正向最高点位置和正向最低点位置进行曲线拟合，并得到拟合应力值；
B73：遍寻拟合应力值分别与每个滞回曲线上的最大应力幅值和最小应力幅值之差，分别得到每次循环的第一差值和每次循环的第二差值；
B74：设置最小误差值，判断每次循环的第一差值是否小于最小误差值，若是则进入步骤B75，否则返回步骤B73；
B75：判断每次循环的第二差值是否小于最小误差值，若是则进入步骤B76，否则返回步骤B73；
B76：比较每次循环的第一差值和每次循环的第二差值的数值大小，将较大值设置为每次循环的最大应力值，将较小值设置为每次循环的最小应力值；
B77：根据每次循环对应的最大应力值和每次循环对应的最小应力值计算每次循环的背应力值、每次循环的等效力值和每次循环的粘性应力值，完成内应力评估。
9.根据权利要求8所述的低周疲劳测试数据处理与内应力评估方法，其特征在于，所述步骤B77中，每次循环的背应力值σback的计算公式为：
Figure FDA0002555451450000051
每次循环的等效力值σiso的计算公式为：
Figure FDA0002555451450000052
每次循环的粘性应力值σvis的计算公式为：
Figure FDA0002555451450000053
其中，σu表示低周疲劳测试设备的上端应力值，即每次循环对应的最大应力值，σd表示低周疲劳测试设备的下端应力值，即每次循环对应的最小应力值，L表示试件长度。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112487548A (zh) * 2020-11-03 2021-03-12 中国直升机设计研究所 一种基于打样疲劳载荷的直升机旋翼动部件优化方法

Citations (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1726380A1 (en) * 2005-05-23 2006-11-29 Daido Steel Co.,Ltd. Method of predicting die lives
JP2008013808A (ja) * 2006-07-05 2008-01-24 Jfe Steel Kk 自動車構造部材用高張力溶接鋼管およびその製造方法
CN101226163A (zh) * 2008-01-22 2008-07-23 西安交通大学 柔性基板上金属薄膜疲劳寿命测试方法
CN103076243A (zh) * 2012-12-07 2013-05-01 太原理工大学 一种基于红外热成像预测镁合金构件疲劳极限的系统和方法
JP2014102132A (ja) * 2012-11-19 2014-06-05 Institute Of Nuclear Safety System Inc 低サイクル疲労き裂進展評価方法
CN103942418A (zh) * 2014-04-03 2014-07-23 北京工业大学 一种多轴载荷条件下细节疲劳强度额定值的确定方法
CN104007007A (zh) * 2014-06-13 2014-08-27 太原理工大学 一种基于镁合金试件表面温度特征的疲劳分析方法
CN105067457A (zh) * 2015-07-06 2015-11-18 北京航空航天大学 一种腐蚀裂纹扩展性能表征与寿命估算的方法
CN105550479A (zh) * 2016-01-27 2016-05-04 浙江大学 一种考虑随动强化行为的承载件安定性载荷预测方法
WO2016179767A1 (en) * 2015-05-08 2016-11-17 Schlumberger Technology Corporation Fatigue analysis procedure for drill string
CN107103140A (zh) * 2017-04-28 2017-08-29 电子科技大学 一种基于双线性累积损伤的时变疲劳可靠性分析方法
CN107391799A (zh) * 2017-06-22 2017-11-24 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 一种基于matlab编程的低周疲劳数据分析方法
CN108052787A (zh) * 2018-02-01 2018-05-18 南京航空航天大学 基于飞行动态的高超声速飞行器机翼颤振损伤估计方法
CN108613889A (zh) * 2018-04-27 2018-10-02 佛山科学技术学院 一种基于循环寿命的钛合金钝缺口疲劳强度损失系数评估方法
CN108693055A (zh) * 2018-06-19 2018-10-23 西南交通大学 薄片试样的材料疲劳性能获取方法
KR101913397B1 (ko) * 2016-12-23 2018-10-31 주식회사 포스코 파이프용 강재, 이에 의해 제조되는 용접 강관 및 파이프용 강재의 제조방법
CN109255202A (zh) * 2018-11-01 2019-01-22 上海工程技术大学 一种用于机械构件疲劳裂纹萌生寿命的预估方法
CN109372595A (zh) * 2018-08-23 2019-02-22 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 汽轮机叶片在线损伤状态评估系统及汽轮机叶片寿命评估方法
US20190087921A1 (en) * 2017-09-19 2019-03-21 Zhejiang University Fatigue deformation evolution model of concrete based on weibull function
CN109977462A (zh) * 2019-02-17 2019-07-05 中国科学院工程热物理研究所 考虑表面初始加工刀痕的轮盘低循环疲劳寿命预测方法
CN110069858A (zh) * 2019-04-23 2019-07-30 中国科学院金属研究所 一种金属材料不同温度条件下高周疲劳性能的预测方法
CN110146243A (zh) * 2019-06-05 2019-08-20 陕西陕航环境试验有限公司 一种整体叶盘的高周疲劳测试方法
CN110210061A (zh) * 2019-04-28 2019-09-06 汉能移动能源控股集团有限公司 复合材料路面的热循环疲劳寿命评估方法和设计方法
CN110222439A (zh) * 2019-06-12 2019-09-10 四川大学 基于Abaqus平台疲劳损伤与寿命评估方法
CN110308059A (zh) * 2019-07-11 2019-10-08 上海交通大学 一种焊接过程材料循环硬化行为测试方法
CN110398430A (zh) * 2019-07-19 2019-11-01 武汉钢铁有限公司 金属材料等幅全应变-寿命曲线测试方法
CN110530746A (zh) * 2019-09-18 2019-12-03 武汉钢铁有限公司 金属材料高低周疲劳全应变-寿命曲线测试方法
CN110532726A (zh) * 2019-09-09 2019-12-03 北京航空航天大学 一种基于贝叶斯校准的涡轮盘最弱环非局部概率寿命评估方法
CN110646305A (zh) * 2019-10-11 2020-01-03 青岛科技大学 一种弹性体撕裂模式下应力软化及瞬时残余应变的表征方法
CN110750857A (zh) * 2019-09-06 2020-02-04 中国第一汽车股份有限公司 一种高镍球铁材料排气歧管热机寿命预测模型建立方法
US20200046878A1 (en) * 2018-08-09 2020-02-13 Cook Medical Technologies Llc Method of treating a superelastic medical device to improve fatigue life
CN110793853A (zh) * 2019-11-08 2020-02-14 西安电子科技大学 基于基本力学参量的拉扭稳态循环应力应变建模方法
CN110826285A (zh) * 2019-11-22 2020-02-21 华东理工大学 一种几何不连续结构的疲劳寿命预测方法
CN110879912A (zh) * 2018-09-05 2020-03-13 西门子股份公司 疲劳分析方法与装置
CN111079250A (zh) * 2019-11-08 2020-04-28 航天科工防御技术研究试验中心 一种电子产品疲劳寿命评估、评估模型建立方法及装置
CN210427257U (zh) * 2019-04-10 2020-04-28 华南理工大学 形状记忆合金热力循环功能疲劳性能测试系统
CN111226221A (zh) * 2017-08-18 2020-06-02 密歇根大学董事会 用于焊接结构的统一疲劳寿命评估方法

Patent Citations (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1726380A1 (en) * 2005-05-23 2006-11-29 Daido Steel Co.,Ltd. Method of predicting die lives
JP2008013808A (ja) * 2006-07-05 2008-01-24 Jfe Steel Kk 自動車構造部材用高張力溶接鋼管およびその製造方法
CN101226163A (zh) * 2008-01-22 2008-07-23 西安交通大学 柔性基板上金属薄膜疲劳寿命测试方法
JP2014102132A (ja) * 2012-11-19 2014-06-05 Institute Of Nuclear Safety System Inc 低サイクル疲労き裂進展評価方法
CN103076243A (zh) * 2012-12-07 2013-05-01 太原理工大学 一种基于红外热成像预测镁合金构件疲劳极限的系统和方法
CN103942418A (zh) * 2014-04-03 2014-07-23 北京工业大学 一种多轴载荷条件下细节疲劳强度额定值的确定方法
CN104007007A (zh) * 2014-06-13 2014-08-27 太原理工大学 一种基于镁合金试件表面温度特征的疲劳分析方法
WO2016179767A1 (en) * 2015-05-08 2016-11-17 Schlumberger Technology Corporation Fatigue analysis procedure for drill string
CN105067457A (zh) * 2015-07-06 2015-11-18 北京航空航天大学 一种腐蚀裂纹扩展性能表征与寿命估算的方法
CN105550479A (zh) * 2016-01-27 2016-05-04 浙江大学 一种考虑随动强化行为的承载件安定性载荷预测方法
KR101913397B1 (ko) * 2016-12-23 2018-10-31 주식회사 포스코 파이프용 강재, 이에 의해 제조되는 용접 강관 및 파이프용 강재의 제조방법
CN107103140A (zh) * 2017-04-28 2017-08-29 电子科技大学 一种基于双线性累积损伤的时变疲劳可靠性分析方法
CN107391799A (zh) * 2017-06-22 2017-11-24 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 一种基于matlab编程的低周疲劳数据分析方法
CN111226221A (zh) * 2017-08-18 2020-06-02 密歇根大学董事会 用于焊接结构的统一疲劳寿命评估方法
US20190087921A1 (en) * 2017-09-19 2019-03-21 Zhejiang University Fatigue deformation evolution model of concrete based on weibull function
CN108052787A (zh) * 2018-02-01 2018-05-18 南京航空航天大学 基于飞行动态的高超声速飞行器机翼颤振损伤估计方法
CN108613889A (zh) * 2018-04-27 2018-10-02 佛山科学技术学院 一种基于循环寿命的钛合金钝缺口疲劳强度损失系数评估方法
CN108693055A (zh) * 2018-06-19 2018-10-23 西南交通大学 薄片试样的材料疲劳性能获取方法
US20200046878A1 (en) * 2018-08-09 2020-02-13 Cook Medical Technologies Llc Method of treating a superelastic medical device to improve fatigue life
CN109372595A (zh) * 2018-08-23 2019-02-22 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 汽轮机叶片在线损伤状态评估系统及汽轮机叶片寿命评估方法
CN110879912A (zh) * 2018-09-05 2020-03-13 西门子股份公司 疲劳分析方法与装置
CN109255202A (zh) * 2018-11-01 2019-01-22 上海工程技术大学 一种用于机械构件疲劳裂纹萌生寿命的预估方法
CN109977462A (zh) * 2019-02-17 2019-07-05 中国科学院工程热物理研究所 考虑表面初始加工刀痕的轮盘低循环疲劳寿命预测方法
CN210427257U (zh) * 2019-04-10 2020-04-28 华南理工大学 形状记忆合金热力循环功能疲劳性能测试系统
CN110069858A (zh) * 2019-04-23 2019-07-30 中国科学院金属研究所 一种金属材料不同温度条件下高周疲劳性能的预测方法
CN110210061A (zh) * 2019-04-28 2019-09-06 汉能移动能源控股集团有限公司 复合材料路面的热循环疲劳寿命评估方法和设计方法
CN110146243A (zh) * 2019-06-05 2019-08-20 陕西陕航环境试验有限公司 一种整体叶盘的高周疲劳测试方法
CN110222439A (zh) * 2019-06-12 2019-09-10 四川大学 基于Abaqus平台疲劳损伤与寿命评估方法
CN110308059A (zh) * 2019-07-11 2019-10-08 上海交通大学 一种焊接过程材料循环硬化行为测试方法
CN110398430A (zh) * 2019-07-19 2019-11-01 武汉钢铁有限公司 金属材料等幅全应变-寿命曲线测试方法
CN110750857A (zh) * 2019-09-06 2020-02-04 中国第一汽车股份有限公司 一种高镍球铁材料排气歧管热机寿命预测模型建立方法
CN110532726A (zh) * 2019-09-09 2019-12-03 北京航空航天大学 一种基于贝叶斯校准的涡轮盘最弱环非局部概率寿命评估方法
CN110530746A (zh) * 2019-09-18 2019-12-03 武汉钢铁有限公司 金属材料高低周疲劳全应变-寿命曲线测试方法
CN110646305A (zh) * 2019-10-11 2020-01-03 青岛科技大学 一种弹性体撕裂模式下应力软化及瞬时残余应变的表征方法
CN110793853A (zh) * 2019-11-08 2020-02-14 西安电子科技大学 基于基本力学参量的拉扭稳态循环应力应变建模方法
CN111079250A (zh) * 2019-11-08 2020-04-28 航天科工防御技术研究试验中心 一种电子产品疲劳寿命评估、评估模型建立方法及装置
CN110826285A (zh) * 2019-11-22 2020-02-21 华东理工大学 一种几何不连续结构的疲劳寿命预测方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GUGULOTH, K 等: "Low-cyclic fatigue behavior of modified 9Cr-1Mo steel at elevated temperature", 《MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING》 *
JING, HY 等: "Low cycle fatigue behavior and microstructure evolution of a novel 9Cr-3W-3Co tempered martensitic steel at 650 degrees C", 《MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING》 *
MROZINSKI, S: "Energy-based method of fatigue damage cumulation", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF FATIGUE》 *
王吉会 等: "《材料力学性能原理与试验教程》", 31 March 2018, 天津大学出版社 *
虞岩贵 等: "用小裂纹尺寸与塑性应变范围同弹性应变范围的比值计算材料的疲劳损伤", 《机械强度》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112487548A (zh) * 2020-11-03 2021-03-12 中国直升机设计研究所 一种基于打样疲劳载荷的直升机旋翼动部件优化方法
CN112487548B (zh) * 2020-11-03 2022-05-20 中国直升机设计研究所 一种基于打样疲劳载荷的直升机旋翼动部件优化方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111721647B (zh) 2021-12-28

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