名义应力法

摘要： 某轨道车辆的一个横向减振器座的焊缝在服役过程中出现了疲劳裂纹.为了找到疲劳开裂的原因,在获得疲劳载荷谱的情况下,分别采用名义应力法、热点应力法以及结构应力法对开裂焊缝进行了疲劳寿命数值仿真计算.数值仿真计算的结果表明,与名义应力和热点应力法相比较,结构应力法的计算结果最符合实际情况,且在焊缝应力集中的识别能力上,结构应力法也明显优于其它两种方法.结合具体的工程实例,进一步讨论了3种方法的本质差异,得出在焊接结构抗疲劳设计的过程中,结构应力法最值得在应用中普遍推广.

摘要： 为评估残余应力影响下的索梁锚固区焊接细节处的疲劳寿命,以苏通长江大桥为工程背景,建立索梁锚固区精细化有限元模型,采用生死单元法模拟焊接过程,得到焊趾处的残余应力分布.通过在焊趾附近施加局部锤击力,数值模拟高温锤击处理对焊接细节残余应力分布的影响.基于英国桥梁规范BS5400和欧洲设计规范Eurcode评估考虑残余应力影响的索梁锚固区焊接细节的疲劳寿命.结果表明:钢锚箱直角焊缝附近的残余应力在焊趾处达到峰值,且随着距焊趾处距离的增大而减小;基于BS5400规范,当残余应力为192 MPa时,上锚固板焊接细节处疲劳寿命相比于不计残余应力时的降低了63%,经高温锤击处理后,该处疲劳寿命相比于不计残余应力时仅降低了22%;相比于Eurcode规范,BS5400规范计算的外腹板与下锚固板焊接处的疲劳寿命降低了49%.

摘要： 正交异性钢桥面构造细节复杂且构件间大量采用焊缝连接,在反复交变车辆载荷的作用下存在突出的疲劳开裂风险,而疲劳试验通常被认为是研究正交异性钢桥面疲劳性能的最直观有效手段.但疲劳试验周期长、成本高,直接应用于工程实践的局限性较大.为此,大量研究者基于数值模拟提出了名义应力法、结构热点应力法、局部应力法和断裂力学法等疲劳性能评价方法.这几种评价方法的原理和应用场景各不相同,并各有优缺点及其适用条件.

摘要： 为了研究典型焊接结构在动态载荷下的疲劳寿命,建立搭接焊、十字焊、平焊的有限元模型,进行静态有限元分析;采用goodman曲线对恒幅载荷谱进行等寿命转化,根据IIW的相关标准在同种材料中以结构的形式来选用S-N曲线,得到三种焊接结构对应的寿命曲线;最后用有限元估算寿命.结果表明:十字焊的疲劳性能最差,平焊的寿命值最大,结构S-N曲线可行度更高.

摘要： 通过对世界先进的焊接结构疲劳寿命评估方法及当前常用疲劳分析标准的广泛研究,采用网格不敏感结构应力MSS计算方法技术,及主S-N曲线数学模型(Master S-N),将EN15085标准规定的设计流程通过编程实现人机交互,开发了基于EN15085标准的软件系统平台。本文将介绍新型焊接结构抗疲劳设计平台一WELD-CODE计算原理及功能模块,并通过一个算例证明该平台的准确性。

摘要： 基于有限元的疲劳寿命预测可应用于各行业,疲劳寿命预测精度的提高,离不开有效的材料疲劳卡片,疲劳卡片反映了载荷水平与疲劳寿命的关系.通过设计合理的材料试样的疲劳试验,结合试验与有限元计算,计算不同损伤参量创建应用于疲劳寿命分析的材料疲劳卡片,同时对疲劳卡片的仿真精度进行了验证.结果表明,基于名义应力法构建的疲劳卡片具备较高的预测精度,结合材料试验数据与仿真结果构建的多应力比S-N疲劳卡片,可用于其他适用于应力疲劳分析的零部件疲劳寿命分析,为提高零部件疲劳寿命预测精度提供新的技术途径,为零件的前期结构设计提供参考,可在不同领域进行推广并开展进一步分析研究.

摘要： 通过对世界先进的焊接结构疲劳寿命评估方法及当前常用疲劳分析标准的广泛研究,采用网格不敏感结构应力MSS计算方法技术,及主S-N曲线数学模型(Master S-N),将EN15085标准规定的设计流程通过编程实现人机交互,开发了基于EN15085标准的软件系统平台.本文将介绍新型焊接结构抗疲劳设计平台—WELD-CODE计算原理及功能模块,并通过一个算例证明该平台的准确性.

摘要： 为了研究斜拉桥锚拉板关键疲劳细节的疲劳性能并对锚拉板关键疲劳细节进行疲劳评估,以乌江大桥为工程背景,根据MIDAS全桥杆系模型交通荷载下的索力幅值计算结果,选取了该桥最不利的中跨尾索锚拉板作为研究对象,采用通用有限元软件ANSYS建立了锚拉板三维分析模型并根据计算结果识别关键疲劳细节.结合JTG D64—2015《公路钢结构桥梁设计规范》、美国规范AASHTO LRFD Bridge Design Specifications以及欧洲规范Eurcode 3,采用名义应力法对锚拉板关键疲劳细节进行疲劳评估,同时建立热点应力局部分析模型并结合欧洲规范Eurcode 3和国际焊接学会规范,采用热点应力法对锚拉板结构关键疲劳细节进行疲劳评估,并对各规范的评估方法进行了对比分析,与此同时开展了锚拉板足尺模型疲劳试验研究.理论分析结果表明:锚拉板与边腹板对接焊形成的锚拉板结构,其最不利位置为锚拉板与锚拉筒上部焊缝圆弧过渡处(细节A),需重点关注该细节.乌江大桥锚拉板结构关键疲劳细节采用名义应力法评估均满足三种规范中无限疲劳寿命设计要求,从疲劳荷载效应、名义应力取值、板厚效应以及细节分类等方面对三种规范的无限疲劳寿命设计方法进行对比,分析发现:采用欧洲规范进行无限疲劳寿命设计更为保守,从结构安全性角度考虑,推荐采用Eurcode 3对锚拉板进行名义应力无限疲劳寿命设计.热点应力法分析结果表明:乌江大桥锚拉板满足Eurocode 3要求,相较于名义应力法,热点应力法的取值结果更为客观,疲劳强度-疲劳寿命(S-N)曲线相对统一,且受主观因素的影响较小.条件允许的情况下,推荐采用热点应力法对焊趾处细节进行疲劳评估.足尺模型疲劳试验结果表明:疲劳荷载加载200万次后结构仍处于弹性阶段,刚度未发生明显折减,结构表面未发现肉眼可见裂纹,增大疲劳荷载幅至640 kN,继续加载到300万次(等效为按初始疲劳荷载幅共加载约500万次),结构仍未开裂,锚拉板满足无限疲劳寿命设计要求.理论分析和模型试验均表明,乌江大桥锚拉板设计合理,抗疲劳性能满足工程要求.

摘要： 为了研究斜拉桥锚拉板关键疲劳细节的疲劳性能并对锚拉板关键疲劳细节进行疲劳评估,以乌江大桥为工程背景,根据MIDAS全桥杆系模型交通荷载下的索力幅值计算结果,选取了该桥最不利的中跨尾索锚拉板作为研究对象,采用通用有限元软件ANSYS建立了锚拉板三维分析模型并根据计算结果识别关键疲劳细节。结合JTG D64—2015《公路钢结构桥梁设计规范》、美国规范AASHTO LRFD Bridge Design Specifications以及欧洲规范Eurcode 3,采用名义应力法对锚拉板关键疲劳细节进行疲劳评估,同时建立热点应力局部分析模型并结合欧洲规范Eurcode 3和国际焊接学会规范,采用热点应力法对锚拉板结构关键疲劳细节进行疲劳评估,并对各规范的评估方法进行了对比分析,与此同时开展了锚拉板足尺模型疲劳试验研究。理论分析结果表明:锚拉板与边腹板对接焊形成的锚拉板结构,其最不利位置为锚拉板与锚拉筒上部焊缝圆弧过渡处(细节A),需重点关注该细节。乌江大桥锚拉板结构关键疲劳细节采用名义应力法评估均满足三种规范中无限疲劳寿命设计要求,从疲劳荷载效应、名义应力取值、板厚效应以及细节分类等方面对三种规范的无限疲劳寿命设计方法进行对比,分析发现:采用欧洲规范进行无限疲劳寿命设计更为保守,从结构安全性角度考虑,推荐采用Eurcode 3对锚拉板进行名义应力无限疲劳寿命设计。热点应力法分析结果表明:乌江大桥锚拉板满足Eurocode 3要求,相较于名义应力法,热点应力法的取值结果更为客观,疲劳强度-疲劳寿命(S-N)曲线相对统一,且受主观因素的影响较小。条件允许的情况下,推荐采用热点应力法对焊趾处细节进行疲劳评估。足尺模型疲劳试验结果表明:疲劳荷载加载200万次后结构仍处于弹性阶段,刚度未发生明显折减,结构表面未发现肉眼可见裂纹,增大疲劳荷载幅至640 kN,继续加载到300万次(等效为按初始疲劳荷载幅共加载约500万次),结构仍未开裂,锚拉板满足无限疲劳寿命设计要求。理论分析和模型试验均表明,乌江大桥锚拉板设计合理,抗疲劳性能满足工程要求。

摘要： 在毛坯制造过程中,材料力学性能的非均匀性导致铝合金厚板内产生残余应力,以致在后续的高速切削加工过程中,随着材料的大量去除,残余应力的释放使得整体结构件发生变形,严重影响着整体结构件的尺寸稳定性。因此,研究零件结构与零件变形之间的关系对于实现加工过程的高效化和精密化至关重要。首先,将铝厚板内残余应力的释放合理地等效为外载荷的施加,利用材料力学弯曲变形公式建立铝厚板在厚度方向上加工变形的挠度模型。由实际加工测量可知:加工变形的公式解析值、有限元仿真值与实际测量值吻合得很好。为了进一步分析零件结构与疲劳寿命之间的关系,通过名义应力法对零件的最小疲劳寿命与疲劳载荷下零件的最大应力进行等效以简化分析,对部分具有代表性的结构进行静力分析后将其作为样本进行神经网络拟合,得到了以3个腹板位置为输入、零件最大加工变形及最大疲劳应力为输出的神经网络模型。最后利用神经网络模型构建了一个使得最大加工变形和最大疲劳应力都尽可能小的多目标优化问题,使用遗传算法求解该多目标问题后取得的最优解为:3个腹板与零件底部距离分别为8.868 mm、27.992 mm、28.000 mm,此时零件的最大加工变形为0.088 mm,最小的随机疲劳载荷寿命为4.432×10^(7)次。

摘要： 本文基于后桥的试验场实测载荷谱,利用名义应力法对比分析了后桥差壳改良前后状态的损伤特性,结果表明差壳改良后损伤度明显减小.为准确验证后桥改良后的疲劳性能,基于实测载荷谱利用区域面积相等法编制了八级程序载荷谱,并基于等损伤法对其进行了加速编辑,最终建立了加速载荷谱、程序载荷谱与实测载荷谱间的损伤当量关系,为后续的驱动桥台架试验奠定了基础.

摘要： 随着国民经济的快速发展,起重机械的应用越来越广泛.在役起重机结构的疲劳及由此引起的安全问题也愈来愈突出.本文同时采用Miner线性累积损伤理论和名义应力法对起重机热点区的疲劳寿命进行分析计算与预测.根据4个测点的疲劳寿命分析结果,说明本文采用起重机结构疲劳损伤寿命预测方法比较合理,为在役冶金起重机的疲劳寿命评估提供了可能.

摘要： 交叉杆是铁路8G型转向架2个侧架的支撑装置，对提高转向架抗菱刚度、控制蛇行失稳、提高临界速度等具有重要作用.为实现交叉杆的疲劳寿命预测,应用实测载荷和材料数据,进行有限元的应力分析,采用名义应力法,基于MSC Fatigue进行交叉杆的疲劳寿命预测,与交叉杆的实际使用寿命较为吻合.表明基于虚拟疲劳设计软件的疲劳设计方法合理可行,为交叉杆的结构优化设计和疲劳寿命预测提供参考.

摘要： 应用LMS-Virtual_Lab（LMS VL）的名义应力法对YTQH800 强夯主转台进行了基于瞬态动力学计算结果的疲劳寿命分析，得到了主转台的热点位置。并在焊缝热点位置处，建立了包含缺口半径为R=1mm的三维子模型，通过瞬态动力学获得了应力历程，并在LMS VL 中进行了基于缺口应力法的疲劳寿命预估，得到了相应的疲劳寿命。计算结果为产品的结构优化和改进提供了技术支持。

摘要： 本文针对特种车辆提出了载荷测试及疲劳寿命估算方法,总结了载荷测试校准方法,提出名义应力法估算寿命的流程图,并编制载荷谱分析处理程序把原始的载荷随机时间历程处理成包括应力幅值和平均应力的二维应力谱,然后用概率论和数理统计方法,将二维应力谱编制为可供设计人员使用的设计应力谱,进行疲劳寿命估算及疲劳寿命试验。

摘要： 分析计算了轿车通过四种不同类型减速带时下摆臂受力,结合有限元静力分析结果通过准静态法获得危险点的应力时间历程,然后利用名义应力法对其疲劳寿命进行计算和分析.基于计算和分析结果,深入研究了减速带截面形状、尺寸以及车速对下摆臂疲劳寿命的影响,所得结论可用于优化减速带设计.最后,基于计算和分析的结果对汽车零部件设计者提出了合理建议,以提高设计寿命的准确性.

摘要： 本文通过对已有材料S-N曲线的插值计算和Goodman直线模型的修正,借助于统计分析方法,将材料的S-N曲线修正为构件的p-S-N曲线.在此基础上,利用名义应力法并根据Miner线性损伤累积理论估算了该构件的安全疲劳寿命.结果表明,p-S-N曲线修正后可以较为精确地估算构件的安全疲劳寿命,估算结果同实测结果误差小于20％.

摘要： 许多铆接和焊接老钢桥经过长时间的运营后,安全度已逐步耗散,它们的剩余寿命以及使用安全性已引起桥梁工程界的重视.本文就疲劳损伤方面,对老钢桥疲劳剩余寿命的计算方法做了较深入的探讨,对名义应力法与断裂力学方法的应用做了详尽的比较.

摘要： XRD法检测残余应力的准确性检验及切应力计算方法，属于金属材料检测方法技术领域，用于XRD法检测残余应力的准确性检验及切应力计算。本发明结合弹性力学基本理论推导出不同角度下XRD法的残余应力检测结果应服从余弦函数分布，使用origin软件对4个及以上不同角度残余应力检测结果进行余弦函数拟合，通过比较测量结果与拟合结果的偏差及拟合参数的偏差给出了XRD法残余应力检测结果的准确性检验方法，通过拟合获得的参数及相应公式提供了一种残余应力切应力的计算方法。本发明首次提出了XRD法的残余应力检测结果应服从余弦函数分布的结论，是对现有理论的突破，解决了现有的XRD法检测金属材料残余应力存在的问题。

摘要： 本发明公开一种一种利用纳米压痕法测试材料残余应力三向应力方法及系统，涉及残余应力测试技术领域，包括：对待检测试样进行纳米压痕测试，得到载荷和压入深度的关系；根据所述载荷和压入深度的关系得到所述待检测试样材料的硬度和所述待检测试样的压痕投影面积；根据待检测试样材料的各项同性，采用有限元分析法，计算三向应力比例；根据所述三向应力比例、所述待检测试样材料的硬度和所述待检测试样的压痕投影面积得到无应力状态下的三向应力和拉应力状态下的三向应力。本发明提供的方法及系统可以实现对测试微小区域三向残余应力的检测。

摘要： 本发明公开了一种先张法预应力高强度混凝土，含有水泥，中粗砂，细砂粉，碎石，水，高效减水剂。应用此混凝土，则可生产出先张法预应力高强度混凝土管桩，生产方法包括了搅拌，安装端板，制作及安装笼筋骨架，预应力张拉，离心成型，蒸汽养护这些步骤。按本发明生产出的Φ400×110mm管桩，具有高抗弯性能及极限弯矩，生产进度快，生产成本低，离心机器不易磨损，车辆运输量增大等特点。

摘要： 本发明属于船体结构应力监测技术领域，具体涉及一种基于局部应力关联法的船体结构整体应力状态快速获取方法。由布置的有限数量的传感器获得的应力数据，结合本发明提出的相关方法，即可得到待监测结构的等效单元应力矩阵等效节点应力矩阵据此便可具体、直观地掌握待监测结构的整体应力状态。本发明能更合理地给出用于船体结构强度评估的应力数据，实现了对待监测结构强度的准确评估以及结构状态的准确把握。通过本发明提出的方法，可以准确、快速地获得待监测结构整体的应力状态，从而有助于相关人员及时、全面地掌握结构的整体应力状态，进而避免了由于监测点位置并非待监测结构的最危险位置所引发的船体结构安全性问题。

摘要： 本发明属于船体结构应力监测技术领域，具体涉及一种基于局部应力曲线法的船体结构整体应力状态快速获取方法。通过由布置在监测点位置的传感器获得的应力数据，结合本发明提出的相关方法，可获得待监测结构的总节点应力拟合曲线、总单元应力拟合曲线，再结合第二离散模型中的各单元、各节点的位置坐标，便可对应地得到待监测结构各位置的等效节点应力数据、等效单元应力数据，采用可视化方法，即可快速地掌握待监测结构的整体应力状态。本发明可以准确、快速地获得待监测结构整体的应力状态，从而有助于相关人员及时、全面地掌握结构的整体应力状态，进而避免了由于监测点位置并非待监测结构的最危险位置所引发的船体结构安全性问题。

摘要： 本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种应力补偿装置及先张法预应力构件施工方法，包括：于地基基础内开设预应力构件安装孔洞，并于该孔洞内安装预应力构件；于该孔洞内灌注水泥浆；于该预应力构件上安装该应力补偿装置；利用张拉设备张拉该预应力构件，并在张拉完成后通过螺母向下调节该应力锁定钢板以对该预应力构件的应力进行补偿；于该地基基础上进行钢筋绑扎及混凝土浇筑工艺以于该地基基础上形成筏板。本发明中的应力补偿装置的应力锁紧钢板能有效锁定预应力并可为张拉不足以及过程中的预应力损失提供二次应力补偿，且选择先张法施工较之后张法无需等待筏板混凝土凝固后进行抗拔试验，从而加快了工程进度。

摘要： 本发明公开了一种基于名义应力法的疲劳寿命校准方法，属于飞机强度设计技术领域，步骤一、对于同种材料，不同表面质量的试件S‑N曲线的参数α、A取值基本相同；确定理论疲劳极限C为需要优化的唯一敏感参数；步骤二、根据预先指定的载荷应力谱，确定其对应的中值寿命t50为目标进行优化；设定初始值，并不断调整理论疲劳极限C的取值，反复利用名义应力法计算中值寿命，直至计算寿命等于设定的目标中值t50，此时对应的C值即为修正后的S‑N曲线三参数式中的C值；步骤三、对确定的名义应力法及其对应的理论疲劳极限C进行验证；经验证采用优化得到的参数和名义应力法进行其他载荷谱下的寿命预测，使得其他载荷谱下的寿命计算结果具有较高的精度。

摘要： 一种基于名义应力法的高周疲劳和低强度冲击耦合的损伤计算方法，步骤如下：一、确定产品的初始疲劳极限，利用巴斯金公式计算仅在疲劳载荷作用下单级载荷对应的疲劳寿命；二、根据冲击到达的频率，确定是随机冲击还是固定冲击；三、按步骤一选定的疲劳累积损伤法则损伤计算方法，计算前1000次冲击后的疲劳累积损伤；四、计算冲击超过1000次时的疲劳累积损伤以及t时刻产品总的累积损伤值；五、分别计算不发生疲劳失效的概率和随机冲击失效的概率，最后得到产品的可靠度。本发明能够更好地对复杂环境下产品的疲劳寿命和可靠度做出评估，对冲击和疲劳累积损伤模型分情况讨论，选择面和适用面广，方法的分析和计算过程简便，工程实用性强。

摘要： 本发明公开了一种基于名义应力法的疲劳寿命校准方法，属于飞机强度设计技术领域，步骤一、对于同种材料，不同表面质量的试件S‑N曲线的参数α、A取值基本相同；确定理论疲劳极限C为需要优化的唯一敏感参数；步骤二、根据预先指定的载荷应力谱，确定其对应的中值寿命t50为目标进行优化；设定初始值，并不断调整理论疲劳极限C的取值，反复利用名义应力法计算中值寿命，直至计算寿命等于设定的目标中值t50，此时对应的C值即为修正后的S‑N曲线三参数式中的C值；步骤三、对确定的名义应力法及其对应的理论疲劳极限C进行验证；经验证采用优化得到的参数和名义应力法进行其他载荷谱下的寿命预测，使得其他载荷谱下的寿命计算结果具有较高的精度。

摘要： 一种基于名义应力法的高周疲劳和低强度冲击耦合的损伤计算方法，步骤如下：一、确定产品的初始疲劳极限，利用巴斯金公式计算仅在疲劳载荷作用下单级载荷对应的疲劳寿命；二、根据冲击到达的频率，确定是随机冲击还是固定冲击；三、按步骤一选定的疲劳累积损伤法则损伤计算方法，计算前1000次冲击后的疲劳累积损伤；四、计算冲击超过1000次时的疲劳累积损伤以及t时刻产品总的累积损伤值；五、分别计算不发生疲劳失效的概率和随机冲击失效的概率，最后得到产品的可靠度。本发明能够更好地对复杂环境下产品的疲劳寿命和可靠度做出评估，对冲击和疲劳累积损伤模型分情况讨论，选择面和适用面广，方法的分析和计算过程简便，工程实用性强。