交变载荷下缺口根部应力—应变近似计算方法研究
[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
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,本文编号:2309718
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