一、飞机结构细节疲劳寿命的应力场强法探析（论文文献综述）
李玉海,王成波,陈亮,董宏达,管宇,邸洪亮,顾宇轩[1]（2021）在《先进战斗机寿命设计与延寿技术发展综述》文中研究指明轻质长寿命一直是飞机结构强度设计所追求的目标,也是一代又一代结构强度工作者所面临的永恒主题。随着国内外航空工业的发展、疲劳设计理论以及现役飞机延寿工程的开展,飞机寿命设计与延寿技术取得了快速发展。本文从20世纪60年代飞机设计中引入疲劳设计开始,以疲劳设计准则的发展为主线,对分散系数的确定、载荷谱编制技术、飞机寿命设计与延寿技术、日历寿命评定、单机寿命监控等技术的形成与发展进行综合论述。有成功的经验,也有失败的教训,从实践中发展出疲劳设计的理论体系、分析方法与规范标准,带来了飞机设计寿命指标的不断提升,保障服役飞机的飞行使用安全。提出耐久性/损伤容限设计思想是目前及未来飞机长寿命设计及延寿的主要设计思想,全尺寸耐久性/损伤容限试验是飞机定寿、延寿最主要的技术途径,结构细节设计、耐久性预防性修理以及单机寿命监控也是确保长寿命设计指标实现和现役飞机延寿成功不可或缺的技术手段。
潘雪梅[2]（2021）在《考虑缺口效应的多轴疲劳寿命预估方法研究》文中认为疲劳断裂是承受循环交变载荷的机械零部件和结构件最主要的失效形式,实际工程构件大多在复杂的外部载荷条件下工作,同时,其结构存在许多几何不连续的部位（缺口）,二者共同作用导致机械构件承受多轴交变应力作用。在整个服役期内,疲劳损伤逐渐累积,导致构件性能不断劣化直至疲劳断裂。如今,在多轴疲劳问题研究方面已经取得了较为丰硕的成果,也形成了几类多轴疲劳寿命预测模型,但将基于光滑试件提出的模型运用于应力状态更为复杂的缺口构件的疲劳寿命分析时,由于其未考虑缺口效应的影响,预测效果不太理想。本文以环切U型缺口的Q345（A）钢实心圆棒试件为研究对象,针对多轴应力状态下裂纹萌生位向及寿命预测展开研究。通过理论分析、有限元模拟和试验相结合的方法,给出了一种裂纹萌生位向的确定方法,提出了一种适用于多轴缺口件的疲劳寿命预估模型,并与试验结果进行对比,验证模型的可行性和正确性。主要研究内容包括:（1）以Q345（A）钢缺口试件为研究对象,借助比例加载条件下的多轴疲劳试验,揭示了缺口尺寸、应变幅值和拉扭载荷比对疲劳寿命的影响规律,为深入研究多轴疲劳理论提供试验依据。（2）基于能量准则和临界面理论,引入坐标变换矩阵,给出了过危险点任意平面的应变能密度函数,提出了一种基于能量准则的临界面的确定方法。（3）利用有限元软件ANSYS对承受拉扭载荷作用的缺口试件开展力学分析。基于临界距离法的思想,借助MATLAB软件对临界面上一定范围内的等效应力进行函数拟合,通过求取相对应力梯度函数的驻点,给出了一种临界距离的数学计算方法。（4）以应力场强法为基础,以临界距离内的有效场强作为疲劳损伤参量,提出了一种考虑缺口效应的多轴疲劳寿命预估方法。利用该方法预估了缺口试件的疲劳寿命,并与工程中常用的局部应力应变法进行对比,验证了本文模型的正确性和可行性。
秦胜欢[3]（2021）在《金属材料缺口试件考虑应变梯度的多轴低周疲劳寿命评估》文中提出疲劳问题经过很多年的研究,目前仍未得到很好解决,因疲劳破坏而引发的事故仍时有发生。尤其是缺口构件,因为缺口区域变形很不均匀,存在应变梯度,试验发现与光滑构件的疲劳规律有很大区别。以往对缺口构件疲劳规律的研究,应变梯度影响主要体现在对特征应变或特征应力的修正上,很少有从应变梯度对材料本构行为影响的基础上开展材料疲劳性能的研究。本文以Q235钢材及粉末高温合金FGH96材料为主要研究对象,通过疲劳试验与有限元数值模拟相结合的方法,针对受到应变梯度影响的金属材料试件疲劳问题展开研究。首先,为研究在单轴加载条件下缺口试件的疲劳规律及应变梯度的影响,开展了Q235材料光滑试件及4种尺寸的U型缺口试件的单轴拉压疲劳试验,证实了缺口试件的疲劳寿命曲线都与光滑试件存在较大的差别。为研究在多轴加载条件下缺口实心试件的疲劳规律及应变梯度的影响,进而分别开展了FGH96材料光滑实心、空心试件的高温单轴及多轴疲劳试验,以及两种类型的缺口实心试件的高温多轴疲劳试验。FGH96缺口实心试件在承受拉扭复合加载时其缺口根部产生了复杂的应变梯度分布,其疲劳寿命规律与光滑试件有很大差异。对FGH96实心及空心试件的高温疲劳试验,观察了断口的裂纹源、裂纹扩展区及最终断裂区,发现裂纹源易在偏析化合物所在位置附近形成,最终断裂区不均匀分布且有沿晶断裂、韧窝、滑移断裂等特征,这些特征与到裂纹源的距离有较大关联。疲劳试验结果表明,若不考虑应变梯度的影响,采用名义应力应变法或局部应力应变法在预测或评估缺口试件疲劳寿命时都将出现很大的偏差。考虑应变梯度对材料循环本构行为和疲劳性能的影响,参照低阶应变梯度理论,本文将应变梯度引入循环塑性本构模型,以反映其对材料硬化性能影响;在此基础上提出了一种可以考虑应变梯度影响的循环塑性本构模型。编写了计算应变梯度的ABAQUS有限元分析软件的UEL用户单元子程序和计算材料本构关系的用户材料子程序UMAT,利用这两者进行考虑应变梯度影响的Chaboche循环塑性本构行为分析。参照Fleck研究的细丝扭转试验实例,对该有限元方法进行了有效性检验,模拟结果证实了方法的合理性。针对模型中应变梯度相关参数的标定问题,提出了一种利用数字图像处理技术测量缺口试件缺口根部表面应变分布的方法,用此方法可确定试验材料缺口试件缺口根部表面的应变梯度。最后,将本文提出的考虑应变梯度影响的本构模型用于受应变梯度影响的试件的疲劳寿命评估。采用新模型对缺口试件及受扭实心试件在各自加载条件下的疲劳试验进行数值模拟,根据模拟得到的试件缺口处的残余等效塑性应变来对受应变梯度影响的试件疲劳寿命进行评估。与未考虑应变梯度影响的有限元法及临界距离法进行比较,结果表明,利用本文提出的考虑应变梯度影响的Chaboche模型的应变分析结果,所预测的疲劳寿命无论对于Q235缺口试件的单轴拉压疲劳试验、FGH96实心试件单轴扭转疲劳试验或者是FGH96缺口试件复合拉扭疲劳试验的实测结果都更为吻合。
王彬文,陈先民,苏运来,孙汉斌,杨宇,樊俊铃[4]（2021）在《中国航空工业疲劳与结构完整性研究进展与展望》文中认为随着中国航空事业的发展,航空疲劳与结构完整性成为影响飞机结构寿命、安全性、可靠性的关键问题之一。经过多年来的努力,飞机结构从最初的静强度、安全寿命设计理念逐渐发展成以疲劳与结构完整性为指导的研制理念和方法,并在型号中取得了成功应用,使得新一代飞机结构的使用寿命、可靠性和经济性得到很大的提升。随着技术的发展和新型号的研制需求,这一领域又出现了许多亟待解决的新问题。本文从航空工业角度梳理了自2000年以来中国航空结构疲劳研究的进展和主要成果,重点介绍了在航空材料/结构/工艺、分析评估理论研究、疲劳试验技术以及飞机寿命管理等方面的研究进展和应用概况,在此基础上从型号研制及工程发展角度提出了对中国航空疲劳需要重点关注的研究方向的建议,以期为中国航空结构技术发展提供借鉴。
李柯润,张炜,宁睿,王钧[5]（2020）在《飞机轮毂疲劳寿命分析方法研究及展望》文中进行了进一步梳理目前常用的飞机轮毂疲劳寿命分析方法主要有名义应力法和局部应力应变法,名义应力法主要用于高周疲劳寿命预测,而局部应力应变法则用于低周疲劳寿命预测。局部应力应变法根据疲劳参数的不同又可细分为不同寿命分析方法。通过对不同轮毂疲劳寿命分析方法进行系统回顾,比较不同分析方法的优缺点和适用范围。结合飞机轮毂结构特点和受力状态提出适合飞机轮毂不同部位的疲劳寿命分析方法,并对今后飞机轮毂疲劳寿命分析方法的发展趋势做了展望。
崔德刚,鲍蕊,张睿,刘斌超,欧阳天[6]（2021）在《飞机结构疲劳与结构完整性发展综述》文中认为飞机结构设计与强度分析是影响飞机结构安全的关键因素,从静强度到安全寿命、损伤容限理念的提出,再到耐久性概念和结构完整性规范的形成,经历了飞机设计理念和技术体系不断完善的过程。然而,目前结构完整性理念在工程实际中的贯彻仍停留在产品研制和检测的层面,限制了其更深层次的作用。介绍了飞机结构设计从静强度设计到结构完整性设计的发展历程、飞机结构完整性的基本概念和飞机结构完整性大纲（ASIP）的主要特点;通过"5个任务",突出了结构完整性大纲从传统设计阶段的分析和检测规范到产品全生命期的过程控制与管理规范的提升转变;最后通过2个典型型号案例,介绍了飞机结构完整性理念在设计、验证与使用维护全生命期的成功应用。通过对基本概念的剖析以及对主要设计理念发展的梳理,展示了飞机结构安全策略从设计研制阶段到全生命期控制的质变过程,指出了结构完整性理念从基于试验的体系方法向着数字化方向发展的趋势。
边凯舟[7]（2020）在《油井管材料变幅腐蚀疲劳寿命及可靠性研究》文中进行了进一步梳理在石油天然气工业中,油井管的服役条件因同时受载荷、环境腐蚀、温度、气压等多种因素的影响变得十分复杂恶劣,这使得油井管的失效形式也变的多种多样。而在油井管的多种失效形式中,腐蚀疲劳失效是主要的失效方式之一,且在实际工况中多为变幅腐蚀疲劳。因此,准确的预测油井管材料的变幅腐蚀疲劳寿命,在降低石油天然气工业中经济损失和保障安全生产方面有着较为重大的工程意义。本文选用石油天然气工业中油井管的常用材料TP140高强度管柱钢和C110高强度抗酸性套管钢作为研究对象,研究了根据小试样等幅腐蚀疲劳寿命实验结果预测油井管构件任意指定载荷谱作用下、任意给定可靠度的变幅腐蚀疲劳寿命的方法。选用两种油井管材料作为研究对象,通过在不同应力水平下多样本等幅腐蚀疲劳寿命实验,分析疲劳寿命的概率分布特征,并预测不同应力水平下指定可靠度的腐蚀疲劳寿命,进而得到任意指定可靠度的P-S-N曲线表达式。设定变幅腐蚀疲劳载荷块谱,载荷块谱由高低不等循环次数不等的交变载荷组成。利用设定的载荷块谱和指定不同可靠度的P-S-N曲线表达式,在不考虑载荷顺序效应的前提下计算累积损伤度到1.0时对应的以载荷历程表征的变幅腐蚀疲劳寿命,得到一组不同可靠度的以载荷历程表征的变幅腐蚀疲劳预测寿命。利用相同的载荷块谱进行一组变幅腐蚀疲劳寿命实验,得到一组以载荷历程表征的变幅腐蚀疲劳寿命实验结果。利用概率统计原理估算出变幅腐蚀疲劳寿命的概率分布函数,并计算出与前一步指定可靠度相同时的变幅腐蚀疲劳寿命,与预测寿命比较,并讨论本文中选用的寿命预测方法的可行性。本文研究主要得到以下结论:油井管材料TP140钢和C110钢的常幅腐蚀疲劳寿命均在同一当量应力水平下遵循对数正态分布;分别得到了油井管材料TP140钢和C110钢的腐蚀疲劳寿命曲线及P-S-N曲线;油井管材料TP140钢和C110钢变幅腐蚀疲劳试验寿命数据点均分布在其预测寿命数据点左右,且符合程度较好。所以,本文中所选用的疲劳寿命预测模型可用于预测油井管材TP140钢和C110钢的变幅腐蚀疲劳寿命,且合理有效。
陈震[8]（2019）在《金属材料缺口件疲劳寿命预测方法研究》文中进行了进一步梳理由金属疲劳引发的安全事故数不胜数,加上疲劳断裂往往没有任何前兆就突然发生,给实际工程结构埋下重大安全隐患,因此准确预测零构件的疲劳寿命显得尤为重要。为此本文在前人的研究基础之上,对已有的疲劳寿命预测模型加以改进,旨在得到更接近零构件真实寿命的寿命预测模型,开展的具体工作如下:（1）针对应力场强法能够反映多轴应力和临界距离理论计算简捷的特点,以临界距离理论的线法模型为基础对其加以改进,以等效应力代替最大主应力,以等效应力的平均值代替最大主应力的平均值作为控制疲劳行为的有效应力,建立了能够反映缺口根部多轴应力而计算又相对简单的寿命预测新模型。（2）参照已有寿命预测模型的基本假设,给出了缺口件和光滑件的疲劳损伤等效关系的假设,从这一基本假设出发,给出了新模型中疲劳破坏区特征长度L的确定方法,结合有限元分析确定了2A12铝合金不同缺口件的疲劳破坏区特征长度。拟合得出2A12铝合金材料S-N曲线幂函数形式的数学表达式,利用新模型预测了2A12铝合金中心圆孔缺口平板、中心腰形孔缺口平板以及双侧U形缺口平板试件的疲劳寿命,并将预测结果和名义应力法、应力场强法模型的预测结果以及试验结果做了比对。（3）针对局部应力应变法预测寿命时没有考虑尺寸因素影响这一问题,在前人的研究之上,同时考虑了应力梯度以及尺寸因素的影响,对疲劳强度系数做了简单的修正,引用45#钢（调质）双侧U形缺口件和双侧半圆形缺口件的相关性能参数和疲劳试验数据,计算了修正后的疲劳强度系数值并且对修正前后的寿命预测结果进行了分析。
苏运来[9]（2018）在《双辐板盘典型应力特征概率寿命模型及寿命可靠性自动优化设计方法》文中研究指明随着科学技术的发展,人们对航空发动机的性能和可靠性提出了更高的要求。双辐板涡轮盘作为一种先进航空发动机的关键技术,能够有效提高航空发动机的性能并减轻其重量。然而目前关于双辐板涡轮盘结构设计和疲劳分析的研究很少。且针对涡轮盘典型应力特征的高温合金概率寿命预估精度不甚理想,如无法有效考虑因载荷不对称而出现的平均应力效应、几何不连续而产生的缺口效应以及大危险体积造成的尺寸效应等对结构疲劳寿命的影响。因此本文将基于高温合金的双辐板涡轮盘作为研究对象,开展了综合考虑平均应力效应、缺口效应及尺寸效应对疲劳寿命影响的概率寿命模型、寿命可靠性自动优化设计方法和弹塑性等寿命模拟试件设计方法的研究。首先,基于平均应力/平均应变对疲劳寿命影响的分析,注意到材料和载荷水平均对平均应力效应有不可忽视的影响,从而提出了可以有效考虑这两种因素的修正Walker应力寿命模型和新应变寿命模型;其中修正Walker应力寿命模型成功地预测了5种航空发动机常用材料的9组光滑试棒的疲劳寿命,其误差的均值和标准差均为所有对比模型中最小;新应变寿命模型对两种材料光滑试棒的寿命预估结果均在2倍分散带内,对GH4133材料的光滑试棒和中心孔试件的最大预估误差为-3.67%;两种寿命模型均展示了很好的考虑平均应力效应的疲劳寿命预估能力,同时通过对这两种模型的进一步分析发现,载荷越小、应力比越大,平均应力效应越明显。其次,通过研究循环应力应变曲线的非线性响应与疲劳寿命之间的内在关系,提出以首次加、卸载过程中循环应力应变曲线偏离弹性线的面积为塑性应变能损伤参量,并将其发展为等效塑性应变能损伤参量以考虑平均应力效应的影响,从能量的角度建立了适用于小缺口件中短寿命预估的塑性应变能寿命模型;随后拓延提出其概率寿命预估模型以考虑材料、载荷、尺寸等随机因素,尤其是循环应力应变曲线分散性对疲劳寿命的影响;先采用塑性应变能寿命模型对8组光滑试棒和2组涡轮盘模拟试件进行了疲劳寿命分析,结果显示对光滑试棒塑性应变能寿命模型与修正Walker应力寿命模型的预估结果难分伯仲,但塑性应变能寿命模型对模拟试件的预估误差仅有3.0%左右,明显优于其他模型;采用塑性应变能概率寿命模型对上述2组涡轮盘模拟试件进行可靠性分析,数值模拟结果与试验寿命的分布趋势一致,给定可靠度下预估概率寿命最大误差在-26.0%以内,精度较高;此外,通过灵敏度分析发现,循环应力应变曲线分散性尤其是塑性分量的分散性对疲劳寿命分散性影响很大,不可忽视。再次,通过对疲劳缺口效应和尺寸效应的研究,发现缺口效应本质上也属于广义尺寸效应,而Weibull串联系统理论则可以较好地解释广义尺寸效应;分析对比了三参数Weibull分布与对数正态分布各自特点,发现Weibull分布能更好地描述疲劳寿命的分布,从而在相同材料不同应力水平下疲劳寿命分布相似的假设下建立了可以描述任意应力水平下疲劳寿命分布特性的三参数Weibull统一分布模型;基于“等概率寿命,等损伤”的基本思想,提出了将缺口附近任意应力、应力比下的小单元在损伤相等的意义下转化为目标应力、目标应力比下的等效体积的方法,并在其基础上建立了可以同时考虑平均应力效应、缺口效应和尺寸效应的等效体积概率寿命分析方法;该方法对10组FGH96材料缺口棒试件的中位寿命预估结果基本都在2倍分散带内,对160件不同缺口类型、不同温度、不同厚度和不同载荷水平下的涡轮盘模拟试件的概率寿命预估误差的均值和标准差均为所有对比模型中最小,具有较强的概率寿命预估能力和较好的稳定性。然后,分析了涡轮盘常见失效形式和静强设计准则,在等效体积概率寿命分析方法的基础上,提出并建立了基于ANSYS-MATLAB双平台的双辐板涡轮盘强度及寿命可靠性自动优化设计方法和平台,并通过修正三参数Weibull统一分布模型近似等效地考虑了应力疲劳试验数据、循环应力应变曲线、载荷及尺寸等随机因素对疲劳寿命分散性的综合影响,对某双辐板涡轮盘进行了寿命可靠性高效自动优化设计,结果显示双辐板涡轮盘5个危险部位中有3个部位接近概率寿命设计下限,其余2个部位也距设计下限较近,从而基本实现了双辐板涡轮盘的等概率寿命设计,并在单辐板盘设计准则的基础上给出了适用于双辐板涡轮盘优化设计的应力安全系数建议值。最后,提出了以最危险点Von-Mises等效应力、最大等效应力梯度和危险等效体积为相似条件的弹塑性等寿命模拟试件设计准则,并提出采用峰值载荷不变、以调整载荷比补偿的形式使模拟试件与辐板内腔之间危险体积相等的方法,对寿命可靠性优化后的双辐板涡轮盘辐板内腔考核部位进行了模拟试件设计,最终设计所得模拟试件与辐板内腔在Ps=500.%和Ps=99.87%时的概率寿命均基本相同,保证了两者的寿命相似性。
王占凯[10]（2018）在《2A12铝合金缺口件高周疲劳寿命预测方法的研究》文中指出2A12铝合金是重要的航空用铝,其疲劳强度对飞机的安全性起着重要作用,飞机的起降、高空飞行过程会受到循环外力的不断作用,如果飞机构件实际的疲劳强度远低于预测结果,很可能造成飞机疲劳断裂。但是,目前的高周疲劳寿命预测方法不能很好预测2A12铝合金缺口件的高周疲劳寿命,飞机飞行安全无法保证。因此,优化、改进预测方法,使2A12铝合金缺口件寿命预测过程稳定、预测寿命精度高、计算规模适中、便于工程领域应用至关重要。本课题主要研究内容和成果如下:（1）针对名义应力法和应力场强法的预测过程及相关参数分析及优化。名义应力法寿命预测过程中重要参数依赖经验公式或查表,造成预测过程不稳定、预测精度较差。为减少依赖,采用弹塑性有限元方法,求解理论应力集中TK系数。求解路径不同,得到的理论应力集中系数KT值不同,应用于寿命预测过程,对比预测效果。（2）和名义应力法比较而言,应力场强法可以综合考虑缺口根部内的最大应力、应力梯度和应力状态对疲劳强度的影响,定量解释疲劳尺寸效应、疲劳缺口系数等。场强法突破点应力准则限制,认为是微小损伤区?内多点应力相互作用导致疲劳损伤。要求有限元模型缺口根部网格精度极高,计算成本极大。如果降低网格精度,虽然节省计算资源,但这并不遵从材料疲劳损伤机理和弹塑性有限元的一般规律。依据圣维南原理,采取子模型技术。首先对对整体模型进行粗糙网格划分并分析,然后构建覆盖损伤区?的子模型并进行精密网格划分,最后以整体模型的分析结果作用于子模型边界,采用APDL语言编程求解场强,衡量疲劳强度。（3）为验证优化后的方法的预测效果,设计制备三种缺口形状的2A12铝合金缺口件,在电液伺服疲劳试验机上进行不同应力状态下的疲劳拉伸试验。试验寿命与本文优化的方法及原方法预测的寿命对比。优化后的毛名义应力法预测效果明显优于原名义应力法,优化后的场强法的预测效果不低于原场强法,节省了计算资源。优化后的疲劳寿命预测方法为实际工程的疲劳寿命预测提供了新的方法和思路。
二、飞机结构细节疲劳寿命的应力场强法探析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、飞机结构细节疲劳寿命的应力场强法探析（论文提纲范文）
（1）先进战斗机寿命设计与延寿技术发展综述（论文提纲范文）
| 1 疲劳设计准则的发展 |
| 2 寿命设计与验证分散系数 |
| 3 载荷谱编制技术发展 |
| 3.1 载荷谱的分类 |
| 3.2 飞机设计使用谱编制方法 |
| 3.3 国内外载荷谱编制发展历程 |
| 3.4 严重谱编制发展历程 |
| 4 寿命设计与延寿技术发展 |
| 4.1 寿命设计技术发展 |
| 4.2 延寿技术发展 |
| 5 日历寿命评定技术发展 |
| 6 单机寿命监控技术发展 |
| 6.1 国外发展现状 |
| 6.2 国内研究现状 |
| 6.3 单机寿命监控应用实例 |
| 6.3.1 某系列飞机单机寿命监控 |
| 6.3.2 基于神经网络的疲劳载荷预测技术 |
| 6.3.3 基于智能传感器的结构健康技术 |
| 6.3.4 飞机结构健康监控技术发展 |
| 6.4 小结 |
| 7 结束语 |
（2）考虑缺口效应的多轴疲劳寿命预估方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号注释表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 多轴缺口件疲劳寿命研究现状 |
| 1.2.1 名义应力法 |
| 1.2.2 局部应力应变法 |
| 1.2.3 应力应变场强法 |
| 1.2.4 临界距离法 |
| 1.2.5 应力梯度法 |
| 1.3 本文创新点 |
| 1.4 本文的研究内容及章节安排 |
| 第2章 缺口件多轴比例疲劳试验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料及试验设备 |
| 2.3 单轴试验 |
| 2.3.1 常规力学性能测试 |
| 2.3.2 单轴疲劳试验结果 |
| 2.4 多轴疲劳试验 |
| 2.4.1 试验方法 |
| 2.4.2 试验结果 |
| 2.4.3 试验结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 多轴比例加载下缺口件临界面位置的确定 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多轴比例加载下缺口应力应变分析方法 |
| 3.2.1 应力应变分析及本构关系 |
| 3.2.2 Neuber法 |
| 3.2.3 HoffmannSeeger法 |
| 3.2.4 等效应变能密度法 |
| 3.3 临界面理论 |
| 3.4 缺口疲劳试件临界面位置的确定 |
| 3.4.1 临界平面坐标变换 |
| 3.4.2 临界面的确定 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 缺口件有限元分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 缺口试件有限元分析 |
| 4.2.1 材料应力应变曲线 |
| 4.2.2 实体建模及网格划分 |
| 4.2.3 多轴加载方式及边界条件 |
| 4.2.4 有限元分析结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 考虑缺口效应的多轴疲劳寿命预估方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 考虑缺口效应的多轴疲劳损伤参量 |
| 5.2.1 缺口效应 |
| 5.2.2 临界距离及多轴疲劳损伤参量的确定方法 |
| 5.3 多轴缺口件疲劳寿命预估 |
| 5.3.1 疲劳寿命预估 |
| 5.3.2 试验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间发表的科研成果 |
| 附录 B 参加科研项目情况 |
（3）金属材料缺口试件考虑应变梯度的多轴低周疲劳寿命评估（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 金属疲劳问题及其研究 |
| 1.3 缺口疲劳问题及其研究 |
| 1.4 应变梯度理论的发展 |
| 1.4.1 尺寸效应 |
| 1.4.2 高阶应变梯度理论 |
| 1.4.3 低阶应变梯度理论 |
| 1.5 本文的主要研究工作 |
| 第二章 Q235钢单轴拉压疲劳试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验设备及基本试验流程 |
| 2.3 试验材料及试件 |
| 2.4 光滑试件单轴拉压疲劳试验 |
| 2.4.1 光滑试件疲劳试验结果 |
| 2.4.2 Q235材料的循环硬化 |
| 2.5 缺口试件单轴拉压疲劳试验 |
| 2.5.1 缺口试件拉压疲劳试验的应变控制 |
| 2.5.2 缺口试件单轴拉压疲劳试验结果分析 |
| 2.5.3 缺口对试件单轴拉压疲劳寿命的影响 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 FGH96合金高温多轴疲劳试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验材料及试件 |
| 3.3 光滑试件高温疲劳试验 |
| 3.3.1 加载路径 |
| 3.3.2 光滑试件高温疲劳试验 |
| 3.3.3 光滑试件高温疲劳试验循环硬化现象 |
| 3.3.4 光滑实心试件的多轴疲劳寿命规律 |
| 3.3.5 以等效应力评估高温多轴疲劳试验规律 |
| 3.3.6 以各轴峰值应力评估高温多轴疲劳试验规律 |
| 3.4 缺口试件疲劳试验 |
| 3.4.1 缺口试件高温多轴疲劳试验结果分析 |
| 3.4.2 缺口对试件多轴疲劳寿命的影响 |
| 3.5 光滑试件高温棘轮行为 |
| 3.6 光滑试件疲劳断口形貌 |
| 3.6.1 FGH96实心试件疲劳断口形貌 |
| 3.6.2 FGH96空心试件疲劳断口形貌 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 考虑应变梯度的循环塑性本构模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 建立考虑应变梯度的Chaboche模型 |
| 4.3 考虑应变梯度Chaboche模型的有限元实现 |
| 4.4 模型参数确定 |
| 4.5 缺口试件局部应变分布的测定方法 |
| 4.6 考虑应变梯度影响的Chaboche模型的有效性检验 |
| 4.6.1 模型对考虑应变梯度效应的细丝扭转试验的数值模拟 |
| 4.6.2 模型对考虑应变梯度效应的材料循环加载行为的数值模拟 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 基于应变梯度的缺口试件疲劳寿命预测及评估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Q235和FGH96材料的疲劳寿命曲线 |
| 5.3 受应变梯度影响的试件危险点处应变幅的确定 |
| 5.3.1 有限元法计算Q235试件危险点处应变幅 |
| 5.3.2 临界距离法计算Q235试件危险点处应变幅 |
| 5.3.3 有限元法计算FGH96试件危险点处应变幅 |
| 5.3.4 临界距离法计算FGH96试件危险点处应变幅 |
| 5.4 采用修正的有限元法评估缺口试件的疲劳寿命 |
| 5.4.1 新模型对缺口试件单轴拉压疲劳寿命的评估 |
| 5.4.2 新模型对光滑实心试件多轴疲劳寿命的评估 |
| 5.4.3 新模型对缺口实心试件多轴疲劳寿命的评估 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间参与的科研项目 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（4）中国航空工业疲劳与结构完整性研究进展与展望（论文提纲范文）
| 1 中国航空疲劳研究历程 |
| 1.1 中国航空结构设计思想发展 |
| 1.2 中国航空疲劳研究主要成果 |
| 2 中国航空工业结构疲劳研究现状和进展 |
| 2.1 材料/结构/工艺疲劳研究现状和进展 |
| 2.1.1 先进材料疲劳研究现状 |
| 2.1.2 先进结构疲劳研究现状 |
| 2.1.3 先进工艺疲劳研究现状 |
| 2.2 疲劳分析评估研究现状 |
| 2.2.1 耐久性分析评估方法 |
| 2.2.2 损伤容限分析评估方法 |
| 2.2.3 腐蚀疲劳分析方法 |
| 2.2.4 多尺度疲劳分析方法 |
| 2.3 疲劳试验技术研究现状 |
| 2.3.1 积木式验证思想及发展 |
| 2.3.2 壁板类疲劳损伤容限试验 |
| 2.3.3 结构机构疲劳可靠性试验 |
| 2.3.4 水陆两栖飞机试验 |
| 2.3.5 全机疲劳试验及加速技术 |
| 2.3.6 损伤识别及测量技术 |
| 2.4 飞机服役寿命管理研究现状 |
| 2.4.1 单机监控 |
| 2.4.2 飞机定/延寿 |
| 3 展望 |
（5）飞机轮毂疲劳寿命分析方法研究及展望（论文提纲范文）
| 1 载荷边界测试 |
| 2 疲劳寿命分析方法回顾 |
| 3 飞机轮毂疲劳寿命分析方法研究 |
| 4 疲劳寿命分析方法发展趋势和展望 |
（6）飞机结构疲劳与结构完整性发展综述（论文提纲范文）
| 1 飞机结构强度标准的发展历程 |
| 1.1 从保结构安全理念到结构完整性理念形成 |
| 1.2 国内外军用飞机结构完整性与强度规范 |
| 1.3 民用飞机结构完整性与适航条例 |
| 1.4 复合材料飞机结构完整性 |
| 1.5 小结 |
| 2 疲劳和结构完整性的学术认识和分析方法发展 |
| 2.1 设计理念转变与学术认识的发展 |
| 2.2 疲劳研究领域学术认识发展的代表性成果 |
| 2.3 金属结构工程分析方法 |
| 2.3.1 安全寿命分析方法 |
| 2.3.2 损伤容限分析方法 |
| 2.3.3 WFD分析方法 |
| 2.3.4 耐久性分析方法 |
| 2.3.5 日历寿命分析方法 |
| 2.4 复合材料结构损伤容限分析方法 |
| 3 飞机结构完整性指导型号研制实践 |
| 3.1 飞机结构完整性大纲的实施途径 |
| 3.2 飞机结构完整性大纲的应用案例 |
| 3.2.1 案例1:B-2轰炸机结构完整性设计 |
| 3.2.2 案例2:F-35歼击机的结构完整性设计 |
| 4 飞机结构完整性的数字化发展趋势 |
| 5 总结 |
（7）油井管材料变幅腐蚀疲劳寿命及可靠性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 变幅腐蚀疲劳研究现状 |
| 1.2.2 金属腐蚀疲劳寿命预测方法研究现状 |
| 1.2.3 金属腐蚀疲劳寿命可靠性研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 变幅腐蚀疲劳寿命预测理论 |
| 2.1 腐蚀疲劳累积损伤理论 |
| 2.1.1 Miner准则 |
| 2.1.2 Langer准则 |
| 2.2 腐蚀疲劳寿命模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 油井管材料腐蚀疲劳试验 |
| 3.1 试验条件 |
| 3.1.1 试样制备 |
| 3.1.2 实验腐蚀介质溶液制备 |
| 3.1.3 试验设备 |
| 3.2 试验步骤 |
| 3.2.1 等幅腐蚀疲劳试验 |
| 3.2.2 变幅腐蚀疲劳试验 |
| 3.3 实验结果及数据处理 |
| 3.3.1 TP140 钢腐蚀疲劳实验数据 |
| 3.3.2 C110 钢腐蚀疲劳试验数据 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 变幅腐蚀疲劳寿命可靠度研究 |
| 4.1 腐蚀疲劳寿命正态检验及概率分布 |
| 4.2 油井管材料腐蚀疲劳寿命曲线及表达式 |
| 4.3 带可靠度下的腐蚀疲劳寿命表达式 |
| 4.3.1 疲劳抗力系数和理论疲劳极限值的分布特征检验 |
| 4.3.2 不同可靠度下的腐蚀疲劳寿命曲线及表达式 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 油井管材料变幅腐蚀疲劳寿命预测研究 |
| 5.1 油井管材料变幅腐蚀疲劳寿命预测 |
| 5.1.1 变幅载荷谱中各应力水平对应的常幅腐蚀疲劳寿命 |
| 5.1.2 变幅腐蚀疲劳寿命预测 |
| 5.2 油井管材料变幅腐蚀疲劳寿命预测验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及获得的学术成果 |
（8）金属材料缺口件疲劳寿命预测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 疲劳寿命影响因素以及预测方法 |
| 1.3.1 疲劳寿命影响因素 |
| 1.3.2 疲劳寿命预测方法 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 疲劳寿命预测理论 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 疲劳载荷类型与材料性能曲线 |
| 2.2.1 载荷类型与基本术语 |
| 2.2.2 循环应力应变曲线及其描述 |
| 2.2.3 金属材料S-N曲线及其描述 |
| 2.2.4 疲劳极限图 |
| 2.3 名义应力法 |
| 2.4 局部应力应变法及其修正 |
| 2.4.1 局部应力应变法 |
| 2.4.2 局部应力应变法的修正 |
| 2.5 应力场强法 |
| 2.6 临界距离理论 |
| 2.7 疲劳寿命预测模型建模 |
| 2.7.1 模型建模 |
| 2.7.2 疲劳损伤区的确定 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 疲劳寿命试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 缺口件疲劳试验 |
| 3.2.1 材料成分及性能 |
| 3.2.2 试验方案 |
| 3.2.3 试验结果 |
| 3.3 光滑试样拉伸试验 |
| 3.3.1 试验方案 |
| 3.3.2 试验结果 |
| 3.3.3 试验数据分析处理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 缺口件疲劳寿命预测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 缺口件几何模型的确定 |
| 4.3 缺口件应力集中系数和疲劳极限的确定 |
| 4.4 缺口试件有限元分析 |
| 4.5 缺口试件寿命预测 |
| 4.5.1 本文模型有效性验证 |
| 4.5.2 修正的局部应力应变法有效性验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）双辐板盘典型应力特征概率寿命模型及寿命可靠性自动优化设计方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 涡轮盘寿命及可靠性分析方法研究现状 |
| 1.2.2 轮盘优化设计研究现状 |
| 1.2.3 模拟试件设计方法研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第二章 考虑平均应力效应的疲劳寿命预估模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 常用考虑平均应力效应的应力寿命模型 |
| 2.3 考虑平均应力影响的修正Walker应力寿命模型 |
| 2.3.1 修正Walker应力寿命模型的提出 |
| 2.3.2 修正Walker应力寿命模型参数的确定 |
| 2.4 修正Walker模型的验证与分析 |
| 2.4.1 各平均应力修正模型的验证与对比 |
| 2.4.2 基于修正Walker模型的疲劳寿命影响因素分析 |
| 2.5 考虑平均应变影响的应变寿命新模型 |
| 2.5.1 常用的考虑平均应力效应的应变寿命模型 |
| 2.5.2 考虑平均应变影响的新寿命模型 |
| 2.6 新应变寿命模型的验证与分析 |
| 2.6.1 SAE1045钢和CC450不锈钢疲劳寿命预估结果分析 |
| 2.6.2 GH4133光滑试棒疲劳寿命预估结果分析 |
| 2.6.3 GH4133中心孔拉伸件疲劳寿命预估结果分析 |
| 2.6.4 各平均应力/平均应变修正模型的对比 |
| 2.6.5 应变比R对GH4133合金疲劳寿命影响分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 塑性应变能概率寿命模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于能量的疲劳寿命预估模型 |
| 3.3 塑性应变能损伤参量 |
| 3.3.1 塑性应变能损伤参量 |
| 3.3.2 应力参量的选择 |
| 3.4 塑性应变能寿命预估模型 |
| 3.5 塑性应变能寿命模型的验证与分析 |
| 3.5.1 多种材料光滑试棒疲劳寿命预估结果分析 |
| 3.5.2 FGH96模拟试件疲劳寿命预估结果分析 |
| 3.5.3 塑性应变能寿命模型与修正Walker模型对比分析 |
| 3.6 塑性应变能概率寿命模型 |
| 3.6.1 循环应力应变曲线的分散性 |
| 3.6.2 塑性应变能概率寿命预估模型 |
| 3.6.3 螺栓孔模拟试件概率寿命分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 等效体积概率寿命分析方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 疲劳中的缺口效应 |
| 4.1.2 疲劳中的尺寸效应 |
| 4.1.3 缺口效应和尺寸效应的关系 |
| 4.2 疲劳寿命的Weibull分布 |
| 4.2.1 Weibull分布 |
| 4.2.2 变应力疲劳寿命Weibull统一分布模型 |
| 4.3 涡轮盘模拟试件高温低周疲劳试验 |
| 4.3.1 试件及试验安排 |
| 4.3.2 模拟试件高温疲劳试验结果 |
| 4.3.3 模拟试件断口特征分析 |
| 4.3.4 模拟试件疲劳寿命的分布 |
| 4.4 等效体积概率寿命分析方法 |
| 4.4.1 等效体积的转换 |
| 4.4.2 等效体积概率寿命分析方法 |
| 4.5 等效体积概率寿命分析方法的验证与分析 |
| 4.5.1 FGH96材料缺口棒疲劳寿命分析 |
| 4.5.2 涡轮盘模拟试件概率寿命分析 |
| 4.5.3 各疲劳寿命预估模型的分析与探讨 |
| 4.6 考虑三类随机因素的涡轮盘模拟试件概率寿命分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 双辐板涡轮盘强度及寿命可靠性自动优化设计方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 优化方法 |
| 5.3 轮盘的优化设计准则 |
| 5.3.1 有害变形 |
| 5.3.2 轮盘破裂 |
| 5.3.3 低循环疲劳破坏 |
| 5.4 双辐板涡轮盘强度及寿命可靠性自动优化设计方法 |
| 5.4.1 双辐板涡轮盘组件有限元模型 |
| 5.4.2 双辐板涡轮盘参数化有限元模型的建立 |
| 5.4.3 双辐板涡轮盘强度及寿命可靠性优化约束条件的确定 |
| 5.4.4 双辐板涡轮盘强度及寿命可靠性自动优化设计方法 |
| 5.5 某双辐板涡轮盘强度及寿命可靠性优化设计 |
| 5.5.1 某双辐板涡轮盘有限元计算参数 |
| 5.5.2 双辐板涡轮盘有限元模型的建立 |
| 5.5.3 双辐板涡轮盘初始模型分析 |
| 5.5.4 某双辐板涡轮盘的强度及寿命可靠性优化设计 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 双辐板涡轮盘疲劳模拟试件设计方法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 模拟试件设计理论 |
| 6.3 弹塑性等寿命轮盘模拟试件设计方法 |
| 6.3.1 模拟试件设计相似准则 |
| 6.3.2 最大Von-Mises等效应力梯度的获取 |
| 6.3.3 模拟试件设计方法 |
| 6.4 双辐板涡轮盘模拟试件设计 |
| 6.4.1 双辐板涡轮盘考核部位的确定 |
| 6.4.2 双辐板涡轮盘模拟试件的优化设计 |
| 6.4.3 双辐板涡轮盘模拟试件强度校核 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 本文创新工作 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表论文及参加科研情况 |
（10）2A12铝合金缺口件高周疲劳寿命预测方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 材料疲劳与疲劳断裂理论 |
| 1.2.0 金属材料的S-N曲线 |
| 1.2.1 疲劳极限图 |
| 1.2.2 缺口应力集中理论 |
| 1.2.3 疲劳累积损伤理论 |
| 1.2.4 疲劳裂纹萌生微观机理 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.4 本文的主要内容 |
| 第2章 高周疲劳寿命预测方法的讨论及优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 名义应力法 |
| 2.2.1 名义应力法的基本理论 |
| 2.2.2 名义应力法的讨论及优化 |
| 2.3 应力场强法 |
| 2.3.1 应力场强法的基本理论 |
| 2.3.2 疲劳损伤现象的解释 |
| 2.3.3 应力场强法的数值求解 |
| 2.3.4 应力场强法的讨论及优化 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 缺口件的高周疲劳寿命试验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 疲劳寿命试验机简介 |
| 3.3 2A12铝合金缺口试件的设计及制备 |
| 3.4 疲劳拉伸试验方案及结果 |
| 3.4.1 试验条件 |
| 3.4.2 试验程序 |
| 3.4.3 试验分组 |
| 3.4.4 试验结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 疲劳寿命预测方法的有效性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 名义应力法预测效果评估及分析 |
| 4.2.1 毛面积名义应力法 |
| 4.2.2 净面积名义应力法 |
| 4.3 应力场强法预测效果评估及分析 |
| 4.4 预测效果的误差分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、飞机结构细节疲劳寿命的应力场强法探析（论文参考文献）
- [1]先进战斗机寿命设计与延寿技术发展综述[J]. 李玉海,王成波,陈亮,董宏达,管宇,邸洪亮,顾宇轩. 航空学报, 2021(08)
- [2]考虑缺口效应的多轴疲劳寿命预估方法研究[D]. 潘雪梅. 兰州理工大学, 2021
- [3]金属材料缺口试件考虑应变梯度的多轴低周疲劳寿命评估[D]. 秦胜欢. 广西大学, 2021(01)
- [4]中国航空工业疲劳与结构完整性研究进展与展望[J]. 王彬文,陈先民,苏运来,孙汉斌,杨宇,樊俊铃. 航空学报, 2021(05)
- [5]飞机轮毂疲劳寿命分析方法研究及展望[A]. 李柯润,张炜,宁睿,王钧. 2020中国航空工业技术装备工程协会年会论文集, 2020
- [6]飞机结构疲劳与结构完整性发展综述[J]. 崔德刚,鲍蕊,张睿,刘斌超,欧阳天. 航空学报, 2021(05)
- [7]油井管材料变幅腐蚀疲劳寿命及可靠性研究[D]. 边凯舟. 西安石油大学, 2020(12)
- [8]金属材料缺口件疲劳寿命预测方法研究[D]. 陈震. 燕山大学, 2019(03)
- [9]双辐板盘典型应力特征概率寿命模型及寿命可靠性自动优化设计方法[D]. 苏运来. 西北工业大学, 2018(02)
- [10]2A12铝合金缺口件高周疲劳寿命预测方法的研究[D]. 王占凯. 燕山大学, 2018(05)