当前位置:主页 > 科技论文 > 机械论文 >

交变载荷下缺口根部应力—应变近似计算方法研究

发布时间:2018-11-04 11:39
【摘要】:机械零构件的疲劳破坏是目前机械故障诊断领域最引人关注的问题之一,目前的理论认为对疲劳寿命预测关键的在于获得缺口根部的应力-应变响应。在众多缺口根部应力-应变分析方法中,近似计算方法由于容易实现、计算速度快,在工程应用中有很高的实用价值。本文针对受到单轴或多轴比例与非比例加载的交变载荷下缺口根部的应力-应变近似计算方法进行研究。 经过对三种最典型的建立外加名义应力-应变和缺口根部实际应力-应变关系的方法:Neuber法、ESED方法和热力学方法,从能量角度进行分析比较,发现三种方法的内在联系。通过引入一个类似于振动阻尼系数的参量C_q,建立了一个描述外加名义应力-应变和缺口根部实际应力-应变关系的统一表达式,(?)表示塑性变形过程中的热力学耗散系数,当它取不同值时分别对应Neuber法、ESED方法和热力学方法。 一个统一表达式推广的增量表达形式方程被提出,该方程结合Jiang-Sehitoglu材料本构关系模型得到一个关于缺口根部应力-应变和应力-应变增量的方程组。利用得到的方程组可以实现非比例加载情况下对缺口根部的应力-应变响应路径进行计算。用FORTRAN编写了一个用于该方程组数值求解的计算机程序。 有限元分析方法被用于确定缺口根部应力集中的位置和缺口几何参数:真实应力集中系数、真实应变集中系数和理论应力集中系数??。 在四种多轴加载路径下,用本文提出的统一表达式计算得到的Neuber法、ESED方法和热力学方法对应的缺口根部应变响应,分别与实验数值比较,结果显示:Neuber法通常高估缺口根部的应变;ESED法通常低估缺口根部的应变;热力学方法得到的数值最接近实验数值。该结果与大量已有的实验和有限元分析结论相吻合。
[Abstract]:The fatigue failure of mechanical components is one of the most interesting problems in the field of mechanical fault diagnosis. The current theory holds that the key to predicting fatigue life is to obtain the stress-strain response at the root of the notch. Among many stress strain analysis methods at the root of notches, the approximate calculation method is easy to be realized, and has high practical value in engineering application. In this paper, the approximate calculation method of stress-strain of notch root under uniaxial or multiaxial proportional and non-proportional loading is studied. Through the analysis and comparison of three most typical methods to establish the relationship between nominal stress and strain and actual stress-strain at the notch root: Neuber method, ESED method and thermodynamic method, the internal relations of the three methods are found from the point of view of energy. By introducing a parameter, CQ, similar to the damping coefficient of vibration, a unified expression describing the relationship between nominal stress-strain and actual stress-strain at the notch root is established. The thermodynamic dissipation coefficient in plastic deformation process is expressed. When different values are taken, it corresponds to Neuber method, ESED method and thermodynamic method respectively. A generalized incremental expression equation is proposed, which combines with the constitutive model of Jiang-Sehitoglu materials to obtain a set of equations for stress-strain and stress-strain increment at the notch root. The equations can be used to calculate the stress-strain response paths of the notched roots under non-proportional loading. A computer program for the numerical solution of the equations is written in FORTRAN. The finite element method is used to determine the location and geometric parameters of notch stress concentration at the root: true stress concentration factor, real strain concentration factor and theoretical stress concentration factor. Under four multiaxial loading paths, the Neuber method, ESED method and thermodynamic method are used to calculate the notched root strain response corresponding to the proposed unified expression, respectively, compared with the experimental values. The results show that Neuber method usually overestimates the strain at the root of the notch. The ESED method usually underestimates the strain at the root of the notch, and the thermodynamic method is the closest to the experimental value. The results are in agreement with a large number of experimental and finite element analysis results.
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH165.3

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 卞恩荣 ,樊蔚勋;复合材料结构在交变载荷作用下的刚度降[J];南京航空航天大学学报;1984年04期

2 张定铨,徐可为,孙海林,何家文;缺口件喷丸残余应力场的特点及作用[J];兵器材料科学与工程;1989年12期

3 尚德广,王大康,李明;基于临界面法的缺口件多轴疲劳寿命预测[J];机械强度;2003年02期

4 姜培刚,丁建民;承受交变载荷的碟形弹簧的可靠性优化设计[J];机械;1995年06期

5 张莉;程靳;李新刚;;基于临界平面法的缺口件疲劳寿命预测方法[J];宇航学报;2007年04期

6 余兆新;赵海丽;王继良;;65Mn垫圈断裂失效分析[J];化学工程与装备;2009年06期

7 陈建华;尚德广;孙国芹;;多轴比例加载下镍基合金GH4169试件的弹塑性有限元分析[J];机械强度;2007年04期

8 刘洋;李大彬;黄崇君;雷中清;李世彬;;钻杆螺纹的结构优化与有限元模拟[J];机械研究与应用;2011年02期

9 刘长禄,张捷,于大川;叠加有周期交变载荷下18Cr2Ni4WA钢的多冲抗力[J];兵器材料科学与工程;1987年10期

10 林升光;;应力为几何更新过程时结构可靠度[J];强度与环境;1993年03期

相关会议论文 前10条

1 刘克格;阎楚良;尚德广;张书明;;多轴应力应变的一种新的计算方法[A];北京力学会第11届学术年会论文摘要集[C];2005年

2 胡盈辉;由小川;庄茁;;交变内压与温度作用下的压力容器寿命评估[A];2010’力学与工程应用学术研讨会论文集[C];2010年

3 王明珠;姚卫星;;缺口件振动疲劳寿命估算的改进三角级数法[A];第十四届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2008年

4 董家祥;何长武;沈小军;关凯书;李璞;王志文;;真空冷却系统连通管路失效分析[A];第三届全国管道技术学术会议压力管道技术研究进展精选集[C];2006年

5 周颖;曹映泓;;结构设计中的自应力设计法[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第十二届年会论文集(下册)[C];1996年

6 鲍蕊;陈勃;张建宇;;复合材料层压板疲劳性能的统计估算方法研究[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年

7 戴心田;;站用天然气钢瓶的失效分析及抗硫化氢应力腐蚀的措施[A];四川省汽车工程学会2001年学术年会论文集[C];2001年

8 周颖;李晓渝;曹映泓;;残余弯矩系数法[A];中国土木工程学会计算机应用分会第七届年会土木工程计算机应用文集[C];1999年

9 邵闯;陶华;葛森;;一种金属材料疲劳试验的新方法初探[A];第十四届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2008年

10 王忠发;孙春生;;一台进口硫化罐穿透性裂纹失效分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年

相关重要报纸文章 前10条

1 张明江;高级技师小技改根除大隐患[N];经理日报;2007年

2 刘国安 通讯员 郭海勇;大港油田直线电机抽油机研发成功[N];中国石油报;2007年

3 本报实习记者  费杨生;产业繁荣下有隐忧[N];中国证券报;2006年

4 周婷;专家:警惕风力发电产业出现泡沫[N];江苏经济报;2007年

5 张国辉;大港采油三厂全面实施节能降耗五大工程[N];中国石油报;2007年

6 黄文;国内外抽油杆类型及存在问题[N];中国石油报;2007年

7 记者 刁萃;保险业介入可再生能源[N];中国经济导报;2008年

8 周婷;专家指出警惕风电产业出现泡沫[N];中国证券报;2007年

9 中国可再生能源学会风能专业委员会副主任 施鹏飞;风电发展潜藏危机[N];人民日报;2006年

10 施鹏飞;中国风电产业未来面临危机[N];人民政协报;2006年

相关博士学位论文 前10条

1 段红燕;不同载荷下缺口参数对轴类零件低周疲劳寿命的影响[D];兰州理工大学;2009年

2 张成成;复杂应力场下结构高周疲劳寿命分析[D];南京航空航天大学;2010年

3 邱宝象;基于连续累积损伤的疲劳启裂和裂纹扩展的统一模型[D];浙江工业大学;2009年

4 王明珠;结构振动疲劳寿命分析方法研究[D];南京航空航天大学;2009年

5 张鹏伟;发动机机体疲劳可靠性模拟试验基础问题研究[D];浙江大学;2012年

6 陈晓平;发动机曲轴疲劳极限载荷预测方法研究[D];浙江大学;2011年

7 靳慧;工程机械金属结构系统疲劳可靠性分析研究[D];西南交通大学;2003年

8 严国平;船用艉轴机械密封热—结构特性数值分析[D];武汉理工大学;2008年

9 李春明;智能旋翼的振动控制研究[D];南京航空航天大学;2001年

10 吴富强;纤维增强复合材料寿命预测与疲劳性能衰减研究[D];南京航空航天大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 曹汉杰;交变载荷下缺口根部应力—应变近似计算方法研究[D];上海交通大学;2011年

2 姚晓鹏;拉扭循环加载下缺口件应力应变分析与寿命预测[D];兰州理工大学;2010年

3 李德勇;缺口件振动疲劳寿命分析的名义应力法[D];南京航空航天大学;2011年

4 谢金标;结构细节疲劳寿命分散性估计方法研究[D];南京航空航天大学;2010年

5 田玉杰;钛合金多轴疲劳特性及缺口件疲劳寿命预测研究[D];北京工业大学;2012年

6 刘克格;多轴加载下缺口件应力应变分析与寿命预测的研究[D];北京工业大学;2003年

7 陈建华;高温缺口件多轴弹塑性有限元分析与寿命预测研究[D];北京工业大学;2005年

8 张丽华;交变载荷作用下焊接残余应力场的特性研究[D];大连理工大学;2008年

9 李佳;缺口棒状试样多轴应力应变三维近似方法研究[D];上海交通大学;2012年

10 于润群;模压倒角法提高圆孔缺口材料疲劳极限[D];大连交通大学;2012年



本文编号:2309718

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/2309718.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户d41f8***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com