一、变幅载荷下的有限寿命疲劳设计方法和设计数据（论文文献综述）
周木华[1]（2021）在《基于线路实测和检修数据的构架疲劳可靠性研究》文中研究说明地铁凭借着运量大、速度快、正点率高、节省土地等优点成为了城市公共交通最佳选择之一。随着城市轨道交通快速发展,对地铁车辆运营安全性提出了更高的要求。转向架构架疲劳强度是保证车辆安全运行的重要因素。目前,地铁车辆大多数采用焊接构架,以达到降低自重的目的,实现轻量化要求。但是在复杂的载荷作用下,焊接接头成为了结构失效的主要区域。如何在保证转向架运用安全的前提下,确定转向架构架合理的检修周期,亦是目前需要开展深入研究的课题之一。本文以地铁车辆转向架构架为研究对象,通过线路实测试验获得构架关键部位的应力信号,对其疲劳可靠性进行研究,并为制定合理检修周期提供数据支撑。主要完成以下工作:（1）制定了合理的某两种型号地铁车辆转向架构架动应力和振动测点布置方案,开展了转向架构架线路实测试验,得到了地铁车辆在线路上正常载客运行时,构架关键部位测点的动应力数据及振动加速度数据,为转向架构架疲劳强度评估提供数据支持。（2）利用雨流计数法编制了构架应力谱。结合S-N曲线和Miner法则,计算并得到了构架关键部位测点不同运行里程下的的等效应力。评估了转向架构架疲劳强度,确定了构架应力水平较大位置。该项研究工作对转向架构架结构的优化设计具有重要意义。（3）对线路实测试验得到的构架加速度开展数据处理和分析,得到了构架的加速度-时间历程。根据地铁运营站点情况,对构架的加速度-时间历程和测点应力-时间历程进行分段处理,计算并获得了每一站间构架的振动加速度均方根值和各测点的等效应力,分析了构架加速度与测点等效应力之间的相关性,建立了构架加速度与构架关键部位各测点等效应力之间的函数关系,为简化转向架构架结构可靠性评估和确定站间轨道状态提供了依据。（4）依据可靠性理论和方法,分析了被测试线路地铁转向架构架的检修数据,构建了该型转向架构架关键部位的失效概率模型,获得了不同运用里程下构架关键部位失效概率,该项研究工作为制定合理的构架检修周期提供了数据支撑。图81幅,表34个,参考文献68篇。
边凯舟[2]（2020）在《油井管材料变幅腐蚀疲劳寿命及可靠性研究》文中提出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。
刘巧斌[3]（2020）在《加速试验方法与智能算法在车用橡胶可靠性评估中的应用研究》文中研究表明橡胶材料是性能优良、成本较低、生产工艺相对成熟且可回收和重复利用的环保型合成材料,广泛应用于隔振、密封和绝缘等领域。由于使用环境中的热源、液体、湿汽、臭氧、盐雾和辐射等因素的作用,橡胶不可避免的产生了疲劳和老化等现象,导致其力学性能指标无法满足使用要求。对橡胶材料的老化和疲劳等可靠耐久性能进行快速而准确的评估,有助于在设计阶段对橡胶件的力学行为进行预测,从而为橡胶件的可靠性优化设计和更换维护周期的制定提供理论依据。本论文以车用天然橡胶的可靠性评估为研究目标,引入加速试验方法,探讨人工智能方法在橡胶可靠性数据分析中的应用。论文的研究引入了加速试验方法,采用宏微观结合的技术手段,着重在加速因子的识别、老化本构关系建模、自然老化评估、考虑分散性的建模和人工智能方法在橡胶疲劳寿命预测中的应用等方面开展了较为深入的研究。（1）加速试验及加速因子识别方法研究。为获得加速应力相对常用应力下的加速因子,在时温等效平移原理的基础上,将各加速试验样本点平移至参考应力下,对平移后的所有样本点进行退化轨迹的非线性拟合,以最小化拟合结果的平均相对分散系数为目标,引入改进的粒子群算法对加速因子进行识别,有效解决了传统加速因子识别方法精度不足且效率不高的弊端。在提出的加速因子识别方法的基础上,结合橡胶恒定热应力加速老化预试验数据,对步进应力和步降应力加速试验进行了设计,验证了所提出的试验计划能够满足预期的退化轨迹需求,并通过实测步进（降）应力加速试验数据分析,验证了步进（降）加速试验可以有效提高橡胶可靠性的评估效率。（2）橡胶老化评价指标及老化微观机理研究。在自由状态下对不同硬度的哑铃型橡胶试片在不同温度下进行不同时间的老化试验,获得不同老化程度的样件,在电子拉力试验台上测量应力应变数据、扯断伸长率和拉伸强度,并通过Ahagon图验证了加速机理的一致性。发现橡胶试样的扯断伸长率的性能衰退服从阿累尼乌斯定律,而拉伸强度的性能衰退规律性较差。提出采用Peck-Yeoh模型用于描述温度、硬度和老化时间对本构关系的影响。在对不同老化程度的样件进行扫描电镜试验分析后,结合表面形貌变化和热重分析,从表观活化能变化的角度对橡胶老化的微观机理进行了阐释。（3）自然环境老化橡胶可靠性评估。在考虑不同样件衰退轨迹差异的前提下,采用伪寿命法获得了样件在不同温度老化条件下的伪寿命分布,引入威布尔分布建立橡胶寿命分布的可靠性模型,针对自然环境下橡胶的变温可靠性寿命评估问题,提出了温度幅变系数的概念,大大提升了自然环境下橡胶老化的可靠性评估效率。（4）考虑分散性的橡胶老化建模。考虑硬度分散性对橡胶老化寿命的影响,在建立不同初始硬度胶料的退化轨迹方程的基础上,发现退化轨迹方程中的衰退速度与温度、硬度相关,提出了采用Peck模型建立不同应力下的加速模型。在对胶料初始硬度统计分析的基础上,采用正态分布对初始硬度进行拟合,引入Monte-Carlo方法对室温下初始硬度服从正态分布的橡胶试样的衰退轨迹进行仿真,采用核密度分布建模的方法获得了伪失效寿命的概率分布曲线。考虑轨迹分散性的橡胶老化建模,引入了维纳过程、伽玛过程和逆高斯过程这三种典型的随机过程模型,采用贝叶斯方法对模型的参数进行识别,获得了考虑胶料轨迹分散性的伪寿命概率分布曲线。（5）人工智能方法在橡胶疲劳寿命预测中的应用。为了对有限样本量下的橡胶高温疲劳寿命进行预测,提出了采用改进的引力搜索算法优化的支持向量机模型对多因素影响下的橡胶高温疲劳数据进行训练,并与BP神经网络模型对比,验证了所提出的模型具有更高的精度。应用随机森林模型建立了考虑应变幅值、应变均值和应变比影响下的恒幅载荷作用下的橡胶疲劳寿命模型,结合非线性疲劳损伤理论对变幅载荷作用下的疲劳寿命进行了预测,并与试验结果对比,验证了所提出方法的准确性。综上所述,本文针对车用天然橡胶的老化和疲劳寿命预测问题,在加速试验的基础上,结合智能算法,重点在可靠性数据处理、寿命预测、分散性影响分析和高温、变幅疲劳等方面开展了深入的研究,研究结果进一步完善了橡胶材料的可靠性评估理论体系,丰富了加速试验方法的工程实践,拓展了智能算法在可靠性中的应用,为车用橡胶件的性能评估、设计优化和定寿延寿等工作奠定了基础。
李晓泉[4]（2020）在《变幅载荷下疲劳裂纹扩展分析及监测研究》文中指出飞行器结构由于受载情况复杂,通常情况下认为其承受的疲劳载荷是变幅载荷,为保障飞行器结构的安全性,对变幅载荷作用下的疲劳裂纹扩展进行可靠监测具有重要意义。针对典型航空结构-耳片结构在变幅载荷下的疲劳裂纹扩展过程,本文提出了一种疲劳裂纹扩展的卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）监测方法,主要研究内容和创新如下:（1）研究了典型变幅载荷作用下的疲劳裂纹扩展过程,分析载荷次序对疲劳裂纹扩展的影响,以Huang模型模拟结构在变幅载荷作用下的疲劳裂纹扩展过程,对四种典型变幅载荷及其对疲劳裂纹扩展的影响进行分析;（2）开展了变幅载荷作用下疲劳裂纹扩展的仿真和试验研究,选取合适变幅载荷谱,对耳片结构进行疲劳裂纹扩展仿真和试验研究,采用导波健康监测方法对疲劳裂纹扩展进行监测;（3）开展了变幅载荷作用下疲劳裂纹扩展的监测研究,设计用于疲劳裂纹扩展监测的卷积神经网络结构,通过对比常规多项式拟合方法,验证了所提出的CNN方法对疲劳裂纹扩展监测的准确性。
耿双龙[5]（2020）在《列车轮轴疲劳寿命预估与可靠性研究》文中提出轮轴作为列车与轮轨之间重要的关联部件,其安全性直接关系到列车行驶安全。在行驶过程中,轮轴会受到轮轨激励载荷和车体载荷影响,在载荷长时间作用下,轮轴上会产生疲劳破坏导致轮轴失效。为了保证列车行驶安全,需对轮轴疲劳寿命和可靠性进行分析。本文基于载荷谱数据分析,开展列车轮轴疲劳寿命预估与可靠性分析研究。主要着重点为不同国家标准的载荷计算方法研究、灰度理论方法修正、多级载荷下累积损伤模型修正、基于载荷谱数据特性分析和修正累积损伤模型的轮轴疲劳寿命预估、变幅载荷下轮轴可靠性分析、轮轴过盈配合安全可靠性探究。论文主要从下面几个方面展开研究:（1）根据国内外轮轴设计标准对比研究,确定日本标准垂向载荷计算方法和国内学者提出的横向载荷计算方法为轮轴载荷计算分析方法。修正灰度理论方法,将其运用到轴上各位置处应力计算中,得到轴上各位置处应力区间,通过分析应力区间,确定轮轴上容易发生疲劳破坏的位置。（2）基于Corten-Dolann模型和Manson-Halford方法对疲劳损伤累积方法进行修正,建立考虑载荷加载次序和载荷间相互影响,以及小载荷强化作用的累积损伤模型,并通过两个案例进行验证。（3）利用罗曼诺夫斯基异常值剔除法、非线性小波去噪法、低幅载荷滤除法等方法对载荷谱信号进行前处理。将处理后的载荷谱数据采用雨流计数法绘制均幅频次直方图,通过均幅值直方图拟合均幅值概率分布函数。在对列车行驶工况分析的基础上,根据按里程或分位点外推和参数外推法对载荷数据进行外推。根据外推数据构建轮轴载荷的一维程序载荷谱,并以此来预估轮轴疲劳寿命。（4）基于应力-强度分布模型,通过强度概率分布函数和均幅值二维联合概率密度分布函数推导轮轴的可靠度函数。根据可靠度函数分析轮轴在循环载荷下的可靠性。（5）基于离心力作用下的径向位移函数,建立轮与轴过盈配合接触应力变化模型。探究列车在运动情况下过盈配合接触应力变化和轮轴结合的安全可靠性。本文研究成果,为轮轴疲劳寿命预估与可靠性分析提供新的方法,也为分析离心力下轮轴过盈配合安全性问题提供理论基础。
李浩然[6]（2019）在《基于临界域内禀损伤耗散的新型应力场强理论》文中认为疲劳失效作为最严重的材料破坏形式之一,危及着构件安全运行并可能造成巨大的经济损失。在现代工业领域,约有80%以上的结构强度破坏都是由于疲劳造成的,如铁轨、飞机、航天器、汽轮机及轧机传动轴等都不同程度受到疲劳失效的威胁。由于现代机械构件大多数需要满足长寿命使用要求,使得高周疲劳损伤成为了构件主要损伤形式之一。过低估计结构件高周疲劳强度无法发挥其强度潜能,不利于提高经济效益,而过高估计则威胁结构件服役安全性,可能导致安全事故,因此,开展结构件高周疲劳强度高精度预测具有深远的工程应用价值,而构建相应的理论模型是解决上述问题的关键科学问题。以应力不变量法、临界损伤面法、细观积分法、能量法和损伤力学法等为代表的临界点法,聚集危险点处应力应变,以危险点应力应变构建损伤控制参数从而建立高周疲劳破坏准则。结构件高周疲劳损伤是发生于某一特定区域的、渐变的、并伴有裂纹萌生和扩展的过程,因此,临界点法与高周疲劳破坏物理现象不吻合,而临界域方法聚焦某一特定区域疲劳损伤历程,与疲劳破坏物理现象相吻合。以传统应力场强法为代表的临界域方法,虽有较强的物理意义,但场域破坏应力函数及其权函数缺乏相应的力学机理,缺乏破坏力学基础。本文基于连续介质损伤力学及其不可逆热力学框架,以均布临界域全寿命内禀损伤耗散能量作为评估疲劳寿命指标,并结合临界域理论建模思想,构建新型应力场强理论。建立以最大剪切应力幅平面正应力描述考虑拉压异性的有效应力张量,此种描述刻画了裂纹萌生平面上正应力对促使裂纹萌生扩展的拉压异性,具有确定的物理意义,克服了以主应力法描述拉压异性的不足之处。基于连续介质损伤力学及其不可逆热力学框架,并考虑拉压异性,构建内禀损伤耗散演化模型的D型描述。提出刻画循环损伤驱动力交变特性和材料属性新型损伤内变量临界值。这些工作为基于内禀损伤耗散构建新型应力场强理论打下基础。以均布临界域全寿命损伤耗散作为等寿命条件,推演考虑拉压异性的叠加平均应力的拉伸高周疲劳和纯扭高周疲劳以及复合弯曲扭转高周疲劳的新型应力场强表述形式,分别利用铝合金（LC4和LC9）单轴拉伸、金属材料（76S-T61、2A12-T4和34CrNiMo6）纯扭和金属材料（Hard Steel、Mild Steel、34Cr4、30NCD16、C20、EN-GJS800-2和Ti–6Al–4V）对比论证应用三种载荷形式下的新型应力场强预测疲劳强度（寿命）的适用性,验证结果表明,新型应力场强法预测疲劳强度（寿命）均优于现有模型。其次,将新型应力场强理论推广到变幅载荷工况,建立了基于新型应力场强理论的变幅载荷路径下损伤累积模型。利用3种常见金属材料单轴变幅疲劳试验数据和LY12CZ铝合金复合拉伸扭转以及载荷块下变幅疲劳试验数据分别对比论证了新的损伤累积模型在单轴变幅和多轴变幅载荷工况下的适用性,结果表明,新模型均表现最优。最后,以典型双缺口件为分析算例,应用新型应力场强理论分析其高周疲劳强度,通过ABAQUS提供的子程序UMAT和Excel-VBA开发工具,对两种典型双缺口试件疲劳强度进行了理论预测。预测结果表明:新型应力场强理论可精准预测多缺口件疲劳断裂位置,预测效果明显优于传统应力场强法,更适合于缺口件疲劳强度预测。
丁然[7]（2019）在《车轴疲劳可靠性评价及探伤周期制定的研究》文中提出随着科技的进步,人们对车轴材料的疲劳性能有了更全面的了解,车轴相关的制造加工工艺也在不断的提高,但由车轴故障及失效而导致的事故隐患却没有完全消除。因此车轴可靠性评定等相关问题仍有进一步研究的必要。车轴的安全保障有两个层面:一是车轴在设计时要保证足够的疲劳强度,二是车轴在运用时要合理安排探伤计划。本文从这两方面入手,理论结合实践,研究并建立了一些新的理论和方法,并得到了一些初步结论。相关结果可对工程应用或进一步研究提供一定的指导作用。本文的主要工作包括:1.工程中经常利用各级应力下的可靠损伤来评估总损伤的可靠度。通过函数变换,可将损伤空间中的变量转化到概率空间,从而推导了随机变量分位数的代数和与和变量的分位数间的关系。此关系对于分析可靠度估计的保守性有重要价值。本文给出了判断这种可靠度算法保守性的一般方法且易于计算。并推导了损伤服从一些常见分布族时的具体保守估计条件,并发现对于很多分布有一致可用的保守估计条件。利用一致可用的保守估计条件,可以减少甚至避免额外的参数拟合试验,方便工程应用。2.从理论层面证明了“应力—寿命的统计一致性条件”是“应力增大寿命减小”这一基本事实的必然结果。并利用此统计一致性条件构造函数方程,建立了更精确的P-S-N曲线模型。利用最优化算法求解模型参数需要构造迭代初值。本文提出了一种新的初值构造算法,应用算例表明,此算法在求解速度和稳定性等方面均优于现有方法。与传统方法相比,应用统计一致性条件对P-S-N曲线进行统计推断,有模型精度高、推断效率高等优势。且该方法有广泛的适用性,所建模型对试验数据也有很高的拟合能力。3.提出了“损伤—寿命的统计一致性条件”,并从理论层面证明该条件是“损伤随加载进程增加”这一基本事实的必然结果,可深刻揭示了损伤分布、寿命分布和损伤累积进程这三者间的内在联系。提出了基于损伤曲线的损伤累积模型和基于概率损伤曲线的损伤累积模型的泛化框架。从理论层面分别解释了这两类模型的本质,并分析了这两类模型在应用上的局限。本文还给出了非线性损伤累积模型可计算的基本条件和损伤累积模型满足数学自洽的一些基本条件。4.根据线路实测数据编制了城际动车组车轴的载荷谱,并应用极值理论对载荷极值进行了统计推断。实测数据表明,使用本文的统计推断方法比使用传统的分布拟合法所得结果更合理。本文给出了一种基于实测载荷数据的车轴可靠度计算方法。5.给出了基于漏探概率的车轴探伤周期的可靠度计算方法,可用于探伤周期的优化方法。该方法适用于随机裂纹扩展,能综合反映车轴的剩余寿命、探伤周期和可靠度三者的关系。本文将车轴表面裂纹的深度抽象为一维伽马随机过程,并建立了基于伽马随机过程的车轴裂纹扩展模型,推导了基于漏探概率的车轴失效函数和可靠度函数。从应用角度来看,本文方法既可计算任意探伤周期的可靠度,也可在给定可靠度下制定探伤周期。相比传统方法,其应用更加灵活。
徐强[8]（2019）在《基于损伤容限的疲劳寿命分析网络平台的研发》文中指出疲劳断裂是机械零件最主要的失效形式之一,研究疲劳裂纹扩展机理,预测疲劳寿命对于零件的设计和安全性评定具有重要的意义。为了解决零件疲劳寿命计算模型复杂、计算量大和效率低的问题,本文结合疲劳裂纹扩展分析理论和计算机网络技术,建立了疲劳寿命分析平台。疲劳分析平台通过数据库存储材料参数,通过计算机完成复杂的计算和分析,使得科研人员可以避免重复的劳动,提高了科学研究的效率。首先,本文基于损伤容限分析理论,研究了等幅载荷下零件的疲劳裂纹扩展寿命预测方法,并建立了常规裂纹的应力强度因子计算库。针对变幅条件下裂纹扩展模型,结合计数法、载荷谱理论、累积损伤理论以及超载迟滞效应计算裂纹的扩展寿命。研究了常见焊接接头的疲劳裂纹扩展机制,以及焊趾处的裂纹、焊缝根部的裂纹、局部贯穿型裂纹和贯穿型裂纹的应力强度因子计算方法,结合焊接疲劳裂纹扩展速率模型估算焊接裂纹的扩展寿命。其次,基于现代机械设计面向网络化的理念,选择浏览器/服务器（Browser/Server,B/S）结构为平台的设计模式,确定了Spring、SpringMVC、MyBatis（SSM）为平台的基础运行框架,并基于J2EE平台完成了疲劳寿命分析平台的技术架构。从零部件疲劳寿命计算的功能需求出发,完成了疲劳分析平台的整体设计,该平台主要由用于人机交互的操作界面、存储材料参数的数据库和疲劳寿命估算的程序三部分组成。最后,使用面向对象的程序设计语言Java,将疲劳裂纹扩展寿命计算模型程序化,利用PostgreSQL数据库存储材料参数和计算结果,采用BootStrap框架和JavaScript技术设计了分析平台的操作界面。通过多个疲劳寿命分析算例验证了平台计算疲劳裂纹扩展寿命的准确性和高效性,结果表明本平台可以高效的计算等幅载荷和变幅载荷条件下常见裂纹的扩展寿命,极大的节省了计算成本和时间。
郭轩[9]（2019）在《波纹腹板H型钢吊车梁疲劳寿命研究》文中认为波纹钢腹板H型钢吊车梁相对于传统平腹板H型钢吊车梁的革新点主要在于:以波纹钢腹板代替了传统的平腹板。波纹腹板H型钢梁的局部承压性能在不设加劲肋的情况下更为良好,并且减少了腹板和加劲肋的焊接残余应力对结构疲劳性能的影响;在将波纹钢腹板用于H型钢吊车梁结构时既减少了钢材的使用量即结构的自重且提高了疲劳结构的疲劳强度。本课题研究的主要目的是针对波纹钢腹板H型钢吊车梁在随机载荷下的疲劳寿命,通过数值模拟,计算了并比较了波纹腹板H型钢吊车梁和平腹板H型钢吊车梁在考虑低应力幅值弱化处理下的疲劳寿命并进行对比分析,通过有限元分析计算并与相关试验数据进行验证,并对波纹腹板的尺寸参数对波纹腹板和下翼缘焊缝处的应力集中效应和疲劳性能危险截面的疲劳寿命的影响进行了详细的分析,解决该结构的疲劳性能问题。本文对波纹钢腹板结构国内外研究现状和疲劳研究现状进行了归纳和总结,并介绍了钢吊车梁的疲劳分析理论和疲劳时域分析方法,探讨了低应力幅值对结构疲劳寿命计算的影响,根据欧洲Eurocode3规范对我国钢结构疲劳曲线进行了适当的修正,以在数值模拟计算时合理的考虑低应力幅值对钢结构吊车梁疲劳寿命的影响。对雨流计数法进行了详细的阐述并根据雨流计数法得到相关的雨流计数程序,利用Matlab程序生成钢吊车梁服役阶段的随机应力谱,再利用雨流程序简化随机载荷谱得到用于数值模拟计算的简化应力时程谱。本文结合波纹钢腹板H型钢吊车梁的构造和服役期间受力状态,应用大型通用软件ANSYS计算波纹腹板H型钢吊车梁和平腹板H型钢吊车梁的随机载荷疲劳寿命并比较,并对研究波纹腹板H型钢吊车梁的应力集中效应和疲劳性能危险截面的疲劳寿命的几何参数进行了详细的参数分析。最后结合不同尺寸波纹腹板的用钢量和疲劳寿命,给出波纹腹板的尺寸建议值。
赵凯[10]（2019）在《考虑航线载荷特点的江海直达船疲劳强度评估方法研究》文中指出江海直达运输具有中转环节少、货差货损低等独特优势,是我国长江“黄金水道”建设和“一带一路”战略中不可或缺的一环。江海直达船作为江海联运的载体,服役期内不断往返于江段和海段两种不同的航线。随着未来海段航线逐渐向日、韩及台湾地区延伸,江海直达船结构的疲劳问题将愈发需要被重视,然而特殊的航线载荷特点又导致其疲劳强度不能照搬海船的评估方法。因此,开展江海直达船疲劳性能研究,提出一套适用于江海直达船典型节点疲劳强度的评估方法势在必行。本文通过分析江-海航线的载荷特点,结合疲劳试验和累积损伤理论探讨了小-大两级交变载荷下江海直达船疲劳损伤规律,并对该型船舶典型节点的疲劳强度评估给出了合理建议。主要研究内容及结论如下:（1）分析江海直达船节点形式和航线载荷特点,考虑江-海载荷效应影响开展了一系列小-大两级交变载荷下切口试件疲劳试验。采用Miner法则和S-N曲线修正法分析疲劳极限以下小载荷的损伤效应,提出了一种新的非线性累积损伤理论来评估小-大载荷交互作用的影响。基于断口和XRD分析技术从材料学角度解释了两级交变载荷下切口试件疲劳损伤演化规律。（2）以930 TEU江海直达船为研究对象开展了恒幅及两级交变载荷下纵骨穿舱节点疲劳试验。基于静力试验与有限元仿真结果分析焊趾端部应力分布并确定疲劳热点位置,采用线性插值方法得到不同载荷下的热点应力值。观察节点疲劳破坏模式和裂纹扩展的各个阶段,对比分析不同载荷工况下裂纹扩展速率的差异,根据疲劳寿命、累积损伤理论和断口分析方法探讨了江段小载荷的引入对船体节点疲劳性能的影响。（3）对比分析切口试件和江海直达船典型节点在两级交变载荷作用下疲劳性能的相似性,结果表明江海直达船疲劳评估应综合考虑江段、海段载荷作用造成的疲劳损伤和江-海载荷间交互作用影响。本文以S-N曲线法为基础并参考CCS和IACS等的相关规范,对P-S-N曲线的选取、江海段航线载荷和应力范围的计算给出了详细建议,并引入航段分配历程系数及载荷交互作用影响因子计算不同航线工况下节点累积损伤度,为不同航线下江海直达船典型节点疲劳强度规范的制定指明了方向。
二、变幅载荷下的有限寿命疲劳设计方法和设计数据（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、变幅载荷下的有限寿命疲劳设计方法和设计数据（论文提纲范文）
（1）基于线路实测和检修数据的构架疲劳可靠性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 构架疲劳强度国外研究现状 |
| 1.2.2 构架疲劳强度国内研究现状 |
| 1.3 研究内容与预期成果 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 预期成果与目标 |
| 2 转向架构架动应力测试方案 |
| 2.1 构架动应力测点布置 |
| 2.2 构架测试线路及设备 |
| 2.2.1 试验线路 |
| 2.2.2 试验设备 |
| 2.3 试验数据处理过程 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 转向架构架疲劳强度评估 |
| 3.1 应力幅值谱编制 |
| 3.2 疲劳累积损伤理论 |
| 3.2.1 线性疲劳累积损伤理论 |
| 3.2.2 双线性疲劳累积损伤理论 |
| 3.2.3 非线性疲劳累积损伤理论 |
| 3.3 转向架构架等效应力分析 |
| 3.3.1 动车转向架构架等效应力分析 |
| 3.3.2 拖车转向架构架等效应力分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 构架振动加速度与动应力对应关系研究 |
| 4.1 皮尔逊相关系数及显着性检验 |
| 4.2 站间等效应力分析 |
| 4.3 站间构架加速度分析 |
| 4.4 构架加速度与等效应力相关性分析 |
| 4.4.1 横侧梁连接区域测点 |
| 4.4.2 横纵梁连接区域测点 |
| 4.4.3 电机吊座与横梁连接区域测点 |
| 4.4.4 齿轮箱吊座与横梁连接区域测点 |
| 4.4.5 拟合结果检验 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于检修数据的构架疲劳可靠性研究与预测 |
| 5.1 可靠性理论 |
| 5.1.1 可靠性基本概念 |
| 5.1.2 可靠性中常用的寿命分布 |
| 5.2 检修数据及构架寿命分析方法 |
| 5.2.1 检修数据分析 |
| 5.2.2 维修周期影响因素分析 |
| 5.2.3 构架寿命分析方法 |
| 5.3 基于检修数据的构架寿命分析 |
| 5.3.1 电机吊座区域焊缝失效概率分析 |
| 5.3.2 齿轮箱吊座区域焊缝失效概率分析 |
| 5.3.3 牵引拉杆座区域焊缝失效概率分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）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 |
（3）加速试验方法与智能算法在车用橡胶可靠性评估中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 加速试验方法的研究现状 |
| 1.2.2 智能算法的研究现状 |
| 1.2.3 橡胶可靠性及其应用 |
| 1.3 拟解决的关键问题和技术路线 |
| 1.3.1 拟解决的关键问题 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 橡胶加速试验与加速因子识别方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 橡胶老化加速试验方法 |
| 2.2.1 恒定应力试验 |
| 2.2.2 步进应力试验 |
| 2.2.3 步降应力试验 |
| 2.3 时温等效叠加原理 |
| 2.4 基于改进粒子群算法的加速因子识别 |
| 2.4.1 粒子群算法及其改进 |
| 2.4.2 目标函数的确定 |
| 2.4.3 参数识别流程 |
| 2.5 加速因子识别实例 |
| 2.6 步进/步降加速退化试验设计 |
| 2.6.1 试验设计流程 |
| 2.6.2 恒定应力加速退化预试验 |
| 2.6.3 加速因子识别与外推 |
| 2.6.4 步进应力试验设计 |
| 2.6.5 步降应力试验设计 |
| 2.7 实测步进和步降应力加速试验数据分析 |
| 2.7.1 步进应力试验数据分析 |
| 2.7.2 步降应力试验数据分析 |
| 2.7.3 自然老化数据对比 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 橡胶加速试验性能衰退评估指标及其内在机理分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 拉伸性能衰退指标 |
| 3.2.1 老化橡胶的单轴拉伸性能试验 |
| 3.2.2 Ahagon图与机理一致性验证 |
| 3.2.3 橡胶拉伸性能衰退轨迹建模与寿命预测 |
| 3.2.4 拉伸性能指标预测寿命结果 |
| 3.3 本构关系指标 |
| 3.3.1 橡胶的本构关系模型 |
| 3.3.2 老化橡胶本构关系模型的选择 |
| 3.3.3 老化橡胶Peck-Yeoh模型的训练与测试 |
| 3.3.4 基于Peck-Yeoh本构模型的参数影响分析 |
| 3.4 表面形貌组织的变化 |
| 3.4.1 扫描电镜试验设备及试样制备 |
| 3.4.2 不同硬度天然橡胶的形貌对比 |
| 3.4.3 不同老化程度天然橡胶的形貌对比 |
| 3.5 热重分析与热重点斜法寿命预测 |
| 3.5.1 热重分析与活化能计算 |
| 3.5.2 热重点斜法寿命预测 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 自然环境下橡胶老化的可靠性评估 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 橡胶加速老化寿命分布建模 |
| 4.2.1 橡胶加速老化数据处理及伪寿命求解 |
| 4.2.2 伪失效寿命值的威布尔分布拟合 |
| 4.3 加速机理一致性验证 |
| 4.4 自然环境下老化性能衰退预测 |
| 4.5 可靠性评估 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 考虑分散性的橡胶可靠性评估方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 考虑硬度分散性的橡胶可靠性评估 |
| 5.2.1 考虑硬度分散性的橡胶加速老化试验 |
| 5.2.2 加速试验数据处理 |
| 5.2.3 建模流程 |
| 5.2.4 结果与讨论 |
| 5.3 考虑轨迹分散性的橡胶可靠性评估 |
| 5.3.1 典型随机过程模型 |
| 5.3.2 橡胶恒定应力加速老化试验 |
| 5.3.3 模型参数识别与拟合优度检验 |
| 5.3.4 橡胶老化性能退化可靠性评估结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 人工智能方法在车用隔振橡胶疲劳寿命预测中的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 橡胶疲劳分析的理论和试验体系 |
| 6.2.1 橡胶疲劳试验与载荷谱编制 |
| 6.2.2 连续介质力学与橡胶裂纹萌生 |
| 6.2.3 断裂力学与橡胶疲劳裂纹扩展 |
| 6.3 MGSA-SVM模型与橡胶高温疲劳寿命预测 |
| 6.3.1 支持向量机回归模型 |
| 6.3.2 改进的引力搜索算法 |
| 6.3.3 MGSA优化参数的支持向量机模型 |
| 6.3.4 BPNN回归模型 |
| 6.3.5 MGSA-SVM和 BPNN模型的对比 |
| 6.4 随机森林方法与变幅载荷下橡胶疲劳寿命预测 |
| 6.4.1 恒幅载荷作用下的橡胶疲劳寿命预测 |
| 6.4.2 疲劳损伤线性累计模型 |
| 6.4.3 疲劳损伤非线性累计模型 |
| 6.4.4 变幅载荷作用下的橡胶疲劳寿命预测 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 主要研究内容 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简介 |
| 在学期间所取得的科研成果 |
| 发表的学术论文 |
| 申请的发明专利 |
| 在学期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（4）变幅载荷下疲劳裂纹扩展分析及监测研究（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 疲劳裂纹扩展的监测和辨识研究现状 |
| 1.2.2 卷积神经网络研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 变幅载荷下疲劳裂纹扩展过程分析 |
| 2.1 疲劳裂纹扩展基本理论 |
| 2.1.1 疲劳裂纹扩展概念 |
| 2.1.2 载荷次序影响分析 |
| 2.2 变幅载荷疲劳裂纹扩展模型 |
| 2.2.1 Wheeler模型原理 |
| 2.2.2 Huang模型原理与建立 |
| 2.3 变幅载荷下疲劳裂纹扩展过程分析 |
| 2.3.1 单峰超载变幅载荷谱 |
| 2.3.2 多常幅载荷组成变幅载荷谱 |
| 2.3.3 分段加载常幅载荷谱 |
| 2.3.4 飞行载荷谱 |
| 2.3.5 分析小结 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 变幅载荷下疲劳裂纹扩展的导波健康监测研究 |
| 3.1 导波SHM基本理论 |
| 3.1.1 导波概述 |
| 3.1.2 基于导波SHM的疲劳裂纹扩展监测方法 |
| 3.2 变幅载荷下疲劳裂纹扩展仿真研究 |
| 3.2.1 仿真设置 |
| 3.2.2 疲劳裂纹扩展结果 |
| 3.2.3 导波SHM结果 |
| 3.3 变幅载荷下疲劳裂纹扩展试验研究 |
| 3.3.1 试验设置 |
| 3.3.2 疲劳裂纹扩展结果 |
| 3.3.3 导波SHM结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 疲劳裂纹扩展的卷积神经网络监测方法研究 |
| 4.1 卷积神经网络基本理论 |
| 4.1.1 卷积神经网络的结构 |
| 4.1.2 卷积神经网络的训练 |
| 4.2 卷积神经网络疲劳裂纹扩展监测方法 |
| 4.2.1 二维损伤特征模式提取 |
| 4.2.2 用于疲劳裂纹扩展监测的卷积神经网络 |
| 4.2.3 基于CNN疲劳裂纹扩展监测的实现流程 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 变幅载荷下疲劳裂纹扩展的监测研究 |
| 5.1 数据预处理和对比方法说明 |
| 5.1.1 数据预处理分析 |
| 5.1.2 常规多项式拟合监测方法 |
| 5.2 仿真模拟中疲劳裂纹扩展监测研究 |
| 5.2.1 不同测试条件下的监测结果 |
| 5.2.2 监测结果小结 |
| 5.3 真实试验中疲劳裂纹扩展监测研究 |
| 5.3.1 不同测试条件下的监测结果 |
| 5.3.2 监测结果小结 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（5）列车轮轴疲劳寿命预估与可靠性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与工程意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 疲劳寿命研究现状 |
| 1.2.2 可靠性研究现状 |
| 1.2.3 过盈配合研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 列车轮轴静态载荷特性研究 |
| 2.1 列车轮轴结构 |
| 2.2 列车轮轴载荷特性分析 |
| 2.2.1 车轴标准对比 |
| 2.2.2 轮轴受载分析 |
| 2.2.3 轮轴载荷计算 |
| 2.3 轴上应力分析 |
| 2.4 基于修正灰数理论轴上应力计算 |
| 2.4.1 灰数理论修正 |
| 2.4.2 轴上应力计算 |
| 2.5 列车轮轴危险位置确定 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 疲劳累积损伤方法修正 |
| 3.1 疲劳累积损伤理论 |
| 3.1.1 线性累积损伤 |
| 3.1.2 双线性疲劳损伤累积模型 |
| 3.1.3 非线性疲劳累积损伤模型 |
| 3.2 小载荷强化作用 |
| 3.3 非线性疲劳累积损伤方法修正 |
| 3.4 案例验证 |
| 3.4.1 案例一验证 |
| 3.4.2 案例二验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 列车轮轴载荷谱特性分析与寿命预估 |
| 4.1 载荷谱数据处理 |
| 4.1.1 异常值剔除 |
| 4.1.2 信号去噪 |
| 4.1.3 小载荷数据滤除 |
| 4.2 载荷谱特性分析 |
| 4.2.1 雨流计数法统计分析 |
| 4.2.2 均幅值概率分布函数拟合 |
| 4.3 载荷谱外推 |
| 4.4 程序载荷谱构建 |
| 4.5 轮轴疲劳寿命预估 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 列车轮轴可靠性分析 |
| 5.1 应力-强度干涉模型 |
| 5.2 剩余强度模型 |
| 5.2.1 剩余强度 |
| 5.2.2 变幅载荷下剩余强度 |
| 5.3 变幅载荷下可靠性 |
| 5.4 轮轴可靠性 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 列车轮轴过盈配合安全可靠性分析 |
| 6.1 轮轴过盈配合连接 |
| 6.2 轮轴过盈配合分析 |
| 6.2.1 弹性变形状态下过盈配合 |
| 6.2.2 过盈配合弹性力学应力分析 |
| 6.3 弹塑性过盈配合 |
| 6.4 离心力作用下径向位移 |
| 6.5 轮轴过盈配合安全可靠性 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（6）基于临界域内禀损伤耗散的新型应力场强理论（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高周疲劳强度预测研究现状 |
| 1.2.1 常幅高周疲劳强度破坏准则 |
| 1.2.1.1 临界点法 |
| 1.2.1.2 临界域法 |
| 1.2.2 变幅高周疲劳损伤累积模型 |
| 1.2.2.1 线性模型 |
| 1.2.2.2 非线性模型 |
| 1.3 本文主要研究内容及研究思路 |
| 第2章 损伤力学基础理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 损伤力学基础及不可逆热力学框架 |
| 2.2.1 考虑拉压异性的有效应力 |
| 2.2.2 热力学自洽性 |
| 2.2.3 损伤演化动力率 |
| 2.3 均布临界域全寿命内禀损伤耗散统一形式 |
| 2.3.1 损伤内变量初边值 |
| 2.3.2 内禀损伤耗散演化D型描述 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 单轴高周疲劳新型应力场强理论 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单轴疲劳新型应力场强理论 |
| 3.2.1 考虑拉压异性的单轴拉伸新型应力场强 |
| 3.2.2 纯扭转疲劳新型应力场强 |
| 3.2.3 材料参数识别 |
| 3.3 单轴疲劳新型应力场强理论验证 |
| 3.3.1 单轴疲劳试件和试验条件 |
| 3.3.2 拉伸疲劳强度(寿命)预测 |
| 3.3.3 纯扭疲劳强度(寿命)预测 |
| 3.3.4 对称扭转疲劳强度与对称旋弯疲劳强度比例关系 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 多轴高周疲劳新型应力场强理论 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多轴高周疲劳新型应力场强理论 |
| 4.2.1 复合旋转弯扭载荷路径 |
| 4.2.2 复合平面弯扭载荷路径 |
| 4.3 新模型论证与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 考虑载荷顺序的非线性损伤累积模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 考虑载荷顺序的非线性损伤累积模型 |
| 5.2.1 损伤累积内驱动力 |
| 5.2.2 两级变载工况 |
| 5.2.3 多级变载工况 |
| 5.2.4 多级载荷块工况 |
| 5.3 新模型论证与讨论 |
| 5.3.1 单轴应力变载 |
| 5.3.2 多轴应力变载 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 典型缺口件寿命预测 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 临界域场径与当量应力幅分析 |
| 6.3 典型缺口件新型应力场强计算 |
| 6.3.1 双缺口试验件及试验结果 |
| 6.3.2 UMAT子程序与VBA程序开发 |
| 6.3.3 有限元模型建立及其计算结果 |
| 6.4 分析与讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）车轴疲劳可靠性评价及探伤周期制定的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 车轴材料相关领域的研究现状 |
| 1.2.2 车轴载荷相关领域的研究现状 |
| 1.2.3 累积损伤相关领域的研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.4 本文的主要研究方法 |
| 2 损伤累积模型的可靠度保守估计 |
| 2.1 损伤累积模型及中心极限定理 |
| 2.2 可靠度的保守估计条件 |
| 2.3 常见损伤分布的保守估计条件 |
| 2.3.1 指数分布 |
| 2.3.2 正态分布 |
| 2.3.3 威布尔分布 |
| 2.3.4 负威布尔分布 |
| 2.3.5 对数正态分布 |
| 2.4 应用算例 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 P-S-N曲线的统计一致性条件及其统计推断 |
| 3.1 应力—寿命的统计一致性条件 |
| 3.2 基于统计一致性条件的P-S-N曲线的模型 |
| 3.3 模型的参数估计 |
| 3.4 应用算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 损伤—寿命的统计一致性条件与概率损伤累积模型 |
| 4.1 损伤—寿命的统计一致性条件 |
| 4.2 损伤—寿命的统计一致性条件的解释 |
| 4.3 基于损伤累积曲线的概率损伤累积模型 |
| 4.3.1 恒幅载荷下的损伤累积模型 |
| 4.3.2 应力加载顺序与损伤累积的关系 |
| 4.3.3 变幅载荷下的损伤累积模型 |
| 4.3.4 模型的参数估计 |
| 4.4 基于概率损伤累积曲线的概率损伤累积模型 |
| 4.4.1 恒幅载荷下的损伤累积模型 |
| 4.4.2 应力加载顺序的影响 |
| 4.4.3 变幅载荷下的损伤累积模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 车轴载荷的线路测试与车轴的可靠度评估 |
| 5.1 测力轮对的基本原理 |
| 5.1.1 测力轮对的布点与谐波分析 |
| 5.1.2 测力轮对的动态标定方法 |
| 5.2 线路测试及数据处理 |
| 5.3 应力谱的编制及其极值推断 |
| 5.4 车轴的可靠度评估 |
| 5.4.1 车轴的疲劳强度校核 |
| 5.4.2 安全系数与可靠度的关系 |
| 5.4.3 安全寿命的计算 |
| 5.4.4 基于实测载荷的可靠度计算 |
| 5.5 本章小节 |
| 6 基于漏探概率的车轴探伤周期优化 |
| 6.1 车轴损伤容限设计的基本方法 |
| 6.1.1 探伤设备的探伤能力描述 |
| 6.1.2 其它输入参数的确定 |
| 6.1.3 探伤周期的设计 |
| 6.2 基于漏探概率的可靠度计算 |
| 6.2.1 现有算法的主要问题 |
| 6.2.2 失效函数与可靠度函数的计算 |
| 6.3 基于伽马过程的裂纹扩展模型 |
| 6.3.1 模型定义及相关假设 |
| 6.3.2 模型参数估计 |
| 6.3.3 模型的可靠度计算 |
| 6.4 数值算例 |
| 6.4.1 伽马过程与传统断裂力学模型的对比 |
| 6.4.2 给定探伤周期的可靠度计算 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论和展望 |
| 7.1 论文的主要结论 |
| 7.2 论文的主要创新点 |
| 7.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）基于损伤容限的疲劳寿命分析网络平台的研发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 疲劳裂纹扩展理论的国内外研究现状 |
| 1.3 焊接裂纹扩展理论的国内外研究现状 |
| 1.4 面向网络的机械设计研究现状 |
| 1.5 论文的内容与章节安排 |
| 2 疲劳裂纹扩展分析理论 |
| 2.1 损伤容限理论 |
| 2.1.1 疲劳裂纹扩展分析 |
| 2.1.2 疲劳裂纹扩展速率模型 |
| 2.2 疲劳裂纹扩展寿命估算 |
| 2.2.1 循环计数法 |
| 2.2.2 变幅载荷下疲劳寿命预测 |
| 2.3 焊接疲劳扩展分析理论 |
| 2.3.1 焊接结构的疲劳断裂 |
| 2.3.2 焊接结构的剩余强度和扩展寿命 |
| 2.4 焊接结构的疲劳裂纹扩展寿命评定 |
| 2.4.1 焊接结构疲劳参数 |
| 2.4.2 焊接结构疲劳扩展寿命预测步骤 |
| 2.5 焊接结构应力强度因子模型 |
| 2.5.1 局部贯穿缺陷 |
| 2.5.2 焊趾处的应力强度因子 |
| 2.5.3 焊缝根部的应力强度因子 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 疲劳寿命分析网络平台的技术选型 |
| 3.1 疲劳寿命分析平台设计模式的选择 |
| 3.1.1 Client/Server结构 |
| 3.1.2 Browser/Server结构 |
| 3.1.3 Browser/Server和 Client/Server结构的对比 |
| 3.2 开发平台的选择 |
| 3.3 开发框架的选择 |
| 3.3.1 SSM组合开发框架 |
| 3.3.2 SSH组合开发框架 |
| 3.3.3 SSH和 SSM组合框架的对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 疲劳寿命分析网络平台的设计与实现 |
| 4.1 疲劳寿命分析网络平台的整体布局设计 |
| 4.2 疲劳寿命分析网络平台的技术架构 |
| 4.2.1 分析平台技术架构分析 |
| 4.2.2 分析平台基础框架的搭建 |
| 4.3 疲劳寿命分析网络平台操作界面的设计 |
| 4.3.1 分析平台操作界面的整体布局设计 |
| 4.3.2 分析平台操作界面子模块的设计 |
| 4.4 疲劳寿命分析网络平台数据库的设计与实现 |
| 4.4.1 数据库的功能分析与选型 |
| 4.4.2 数据库连接的程序的开发 |
| 4.4.3 分析平台数据存储模块的开发 |
| 4.5 疲劳寿命计算核心程序的开发 |
| 4.5.1 疲劳寿命计算主程序的设计 |
| 4.5.2 载荷谱提取程序的设计 |
| 4.5.3 计数法全循序提取程序的设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 疲劳寿命分析算例 |
| 5.1 紧凑拉伸试件疲劳寿命分析算例 |
| 5.1.1 紧凑拉伸试件试验分析 |
| 5.1.2 紧凑拉伸试件疲劳寿命分析计算 |
| 5.2 三点弯曲加固梁疲劳寿命分析算例 |
| 5.2.1 三点弯曲加固梁试验分析 |
| 5.2.2 三点弯曲加固梁疲劳寿命分析计算 |
| 5.3 对接接头疲劳寿命分析算例 |
| 5.3.1 对接接头试验分析 |
| 5.3.2 对接接头疲劳寿命分析计算 |
| 5.4 桥式起重机焊接箱型梁疲劳寿命分析算例 |
| 5.4.1 桥式起重机焊接箱型梁裂纹扩展分析 |
| 5.4.2 桥式起重机焊接箱型梁疲劳寿命分析计算 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）波纹腹板H型钢吊车梁疲劳寿命研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 波纹腹板H型钢吊车梁构造特征 |
| 1.3 国内外波纹腹板H型钢的研究现状 |
| 1.3.1 国外波纹腹板H型钢的研究现状 |
| 1.3.2 国内波纹腹板H型钢的研究现状 |
| 1.4 国内外疲劳发展进程及现状 |
| 1.5 国内外波纹腹板H型钢的应用现状 |
| 1.5.1 国外应用现状 |
| 1.5.2 波纹钢腹板国内应用现状 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第二章 钢吊车梁疲劳分析理论 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 结构抗疲劳设计原理 |
| 2.2.1 疲劳破坏原理及疲劳曲线 |
| 2.2.2 疲劳损伤累积理论 |
| 2.2.3 结构疲劳设计方法 |
| 2.3 钢结构吊车梁系统 |
| 2.3.1 钢结构吊车梁等级划分 |
| 2.3.2 吊车梁截面组成分类 |
| 2.4 吊车梁疲劳设计 |
| 2.4.1 我国吊车梁疲劳验算规定 |
| 2.4.2 欧洲Eurocode吊车梁疲劳评估方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 吊车梁疲劳寿命分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 疲劳时域分析法 |
| 3.2.1 时域模拟法 |
| 3.2.2 结构应力响应分析 |
| 3.2.3 雨流计数法 |
| 3.3 随机疲劳寿命评估方法 |
| 3.3.1 基于断裂力学的疲劳寿命评估方法 |
| 3.3.2 基于Miner准则的疲劳寿命评估方法 |
| 3.3.3 基于修正S—N曲线的疲劳寿命可靠度评估 |
| 3.4 影响结构疲劳寿命的因素 |
| 3.4.1 应力集中的影响 |
| 3.4.2 结构件的影响 |
| 3.4.3 载荷的影响 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 波纹腹板与平腹板H型钢吊车疲劳寿命对比分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 有限元疲劳分析步骤 |
| 4.3 钢吊车梁疲劳寿命有限元分析 |
| 4.3.1 模型的基本资料 |
| 4.3.2 单元的选取 |
| 4.3.3 材料模型属性 |
| 4.3.4 有限元模型的建立 |
| 4.3.5 有限元网格的划分 |
| 4.3.6 疲劳性能分析截面的确定 |
| 4.3.7 加载方式及相关参数的选择 |
| 4.3.8 边界条件 |
| 4.4 疲劳应力时程谱 |
| 4.5 平均应力的处理 |
| 4.6 钢吊车梁疲劳寿命对比分析 |
| 4.6.1 工况一下的两种H型钢吊车梁的疲劳寿命分析结果 |
| 4.6.2 工况二下的两种H型钢吊车梁的疲劳寿命分析结果 |
| 4.6.3 工况三下的两种H型钢吊车梁的疲劳寿命分析结果 |
| 4.6.4 两种H型钢吊车梁疲劳性能危险截面S的疲劳寿命分析结果 |
| 4.7 平腹板H型钢吊车梁疲劳性能危险截面S的实测数据的对比 |
| 4.8 小结 |
| 第五章 波纹钢腹板H型钢梁疲劳性能几何参数分析 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 标准中不同波纹腹板H型钢吊车梁的疲劳寿命对比 |
| 5.2.1 欧本钢与A波纹腹板疲劳寿命对比结果 |
| 5.2.2 欧本钢与B波纹腹板疲劳寿命对比结果 |
| 5.3 应力集中参数分析 |
| 5.3.1 腹板高度的影响 |
| 5.3.2 波纹高度的影响 |
| 5.3.3 波纹长度的影响 |
| 5.3.4 波纹倾角的影响 |
| 5.4 疲劳寿命参数分析 |
| 5.4.1 腹板高度的影响 |
| 5.4.2 波纹高度的影响 |
| 5.4.3 波纹长度的影响 |
| 5.4.4 波纹倾角的影响 |
| 5.5 不同波纹腹板尺寸的腹板用钢量 |
| 5.5.1 标准中不同波纹腹板尺寸的腹板用钢量 |
| 5.5.2 不同波纹腹板高度的腹板用钢量 |
| 5.5.4 不同波纹腹板波纹高度的腹板用钢量 |
| 5.5.5 不同波纹腹板波纹长度的腹板用钢量 |
| 5.5.6 不同波纹腹板波纹倾角的腹板用钢量 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文主要工作和结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）考虑航线载荷特点的江海直达船疲劳强度评估方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 立题背景 |
| 1.1.2 立题意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 疲劳研究发展史 |
| 1.2.2 船舶结构疲劳研究概况 |
| 1.2.3 江海直达船疲劳研究现状 |
| 1.2.4 变幅疲劳研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容、研究方法及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法和技术路线 |
| 第2章 船舶结构疲劳强度评估方法 |
| 2.1 疲劳评估理论方法概述 |
| 2.1.1 S-N曲线法 |
| 2.1.2 断裂力学方法 |
| 2.1.3 连续损伤力学方法 |
| 2.1.4 小结 |
| 2.2 基于S-N曲线法的船舶疲劳评估方法 |
| 2.2.1 直接计算法 |
| 2.2.2 简化计算法 |
| 2.3 基于S-N曲线不同应力参数的疲劳寿命预测 |
| 2.3.1 名义应力法 |
| 2.3.2 热点应力法 |
| 2.3.3 切口应力法 |
| 2.4 船舶疲劳强度试验研究 |
| 2.4.1 船体典型节点疲劳试验 |
| 2.4.2 切口型试件疲劳试验 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 考虑载荷效应影响的切口试件疲劳试验研究 |
| 3.1 疲劳试验设计 |
| 3.1.1 切口试件设计依据 |
| 3.1.2 试验载荷简化和工况选取 |
| 3.2 切口试件静力试验和恒幅疲劳试验 |
| 3.2.1 试件与材料 |
| 3.2.2 试验前期准备 |
| 3.2.3 异常数据处理 |
| 3.2.4 静力试验结果 |
| 3.2.5 恒幅疲劳试验结果 |
| 3.3 两级交变载荷下切口试件疲劳试验 |
| 3.3.1 载荷历程比变化对疲劳性能的影响 |
| 3.3.2 大载荷应力变化对疲劳性能的影响 |
| 3.4 切口试件疲劳损伤规律分析 |
| 3.4.1 静力有限元仿真结果与试验对比 |
| 3.4.2 基于经典Miner法则的切口试件疲劳损伤评估 |
| 3.4.3 低于疲劳极限的小载荷疲劳损伤评估 |
| 3.4.4 考虑载荷交互作用的非线性疲劳损伤评估 |
| 3.5 切口试件疲劳断口微观分析 |
| 3.5.1 超景深三维断口形貌 |
| 3.5.2 XRD分析 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 江海直达船纵骨穿舱节点疲劳试验研究 |
| 4.1 船体典型节点模型试验设计 |
| 4.1.1 试件设计 |
| 4.1.2 工况设计 |
| 4.1.3 加载及边界 |
| 4.1.4 过程监测 |
| 4.1.5 试验步骤 |
| 4.2 江海直达船纵骨穿舱节点疲劳试验 |
| 4.2.1 材料拉伸试验 |
| 4.2.2 试件加工 |
| 4.2.3 静力试验结果对比 |
| 4.2.4 疲劳试验及结果分析 |
| 4.3 两级交变载荷下纵骨穿舱节点疲劳性能分析 |
| 4.3.1 静力有限元仿真分析 |
| 4.3.2 裂纹扩展速率分析 |
| 4.3.3 恒幅与变幅疲劳寿命对比 |
| 4.3.4 纵骨穿舱节点疲劳累积损伤评估 |
| 4.3.5 断口形貌分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 基于S-N曲线法的船体节点疲劳强度评估 |
| 5.1 不同规范给出的疲劳S-N曲线对比 |
| 5.1.1 HSE关于S-N曲线的规定 |
| 5.1.2 DNV-GL关于S-N曲线的规定 |
| 5.1.3 IIW关于S-N曲线的规定 |
| 5.2 江海直达船纵骨穿舱节点S-N曲线 |
| 5.2.1 基于恒幅试验结果基本S-N曲线的选取 |
| 5.2.2 基于变幅试验结果节点S-N曲线的确定 |
| 5.2.3 江海直达船典型节点S-N曲线相关参数 |
| 5.3 疲劳载荷和设计应力范围计算 |
| 5.3.1 江海直达船海段载荷及应力范围的计算 |
| 5.3.2 江海直达船江段应力范围的计算 |
| 5.4 疲劳累积损伤度计算和衡准 |
| 5.4.1 疲劳累积损伤计算 |
| 5.4.2 疲劳损伤评估衡准及寿命计算 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要工作总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文及其他成果 |
四、变幅载荷下的有限寿命疲劳设计方法和设计数据（论文参考文献）
- [1]基于线路实测和检修数据的构架疲劳可靠性研究[D]. 周木华. 北京交通大学, 2021(02)
- [2]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)
- [3]加速试验方法与智能算法在车用橡胶可靠性评估中的应用研究[D]. 刘巧斌. 吉林大学, 2020(08)
- [4]变幅载荷下疲劳裂纹扩展分析及监测研究[D]. 李晓泉. 南京航空航天大学, 2020
- [5]列车轮轴疲劳寿命预估与可靠性研究[D]. 耿双龙. 上海工程技术大学, 2020(04)
- [6]基于临界域内禀损伤耗散的新型应力场强理论[D]. 李浩然. 燕山大学, 2019(06)
- [7]车轴疲劳可靠性评价及探伤周期制定的研究[D]. 丁然. 北京交通大学, 2019(04)
- [8]基于损伤容限的疲劳寿命分析网络平台的研发[D]. 徐强. 大连理工大学, 2019(02)
- [9]波纹腹板H型钢吊车梁疲劳寿命研究[D]. 郭轩. 广州大学, 2019(01)
- [10]考虑航线载荷特点的江海直达船疲劳强度评估方法研究[D]. 赵凯. 武汉理工大学, 2019(07)