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飞机结构数字孪生关键建模仿真技术 被引量：60
1
作者 董雷霆 周轩 +3 位作者 赵福斌 贺双新 卢志远 冯建民 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期107-135,共29页
飞机结构安全性设计思想经历了从静强度设计、安全寿命设计、损伤容限与耐久性设计到单机追踪的演变,未来有进一步向结构数字孪生的方向发展的趋势。飞机结构数字孪生是数字线程驱动的,多学科、多物理、多尺度、多保真度、多概率的模拟... 飞机结构安全性设计思想经历了从静强度设计、安全寿命设计、损伤容限与耐久性设计到单机追踪的演变,未来有进一步向结构数字孪生的方向发展的趋势。飞机结构数字孪生是数字线程驱动的,多学科、多物理、多尺度、多保真度、多概率的模拟仿真系统,采用在线传感器监测、离线地面检查、飞机运行历史等多源数据,反映并预测对应飞机结构实体在全寿命周期内的行为和性能,有望革新现有的飞机结构使用和维护模式。面向疲劳寿命管理,提出飞机结构数字孪生的5项关键建模仿真技术,分别是载荷和损伤的数据获取技术、多尺度建模和力学分析技术、含裂纹复杂结构的精确高效仿真技术、基于降阶的数字孪生高效建模技术和考虑不确定性与多源异构数据的剩余寿命评估技术,并详细探讨这五项关键技术的研究现状与发展方向,为飞机结构数字孪生的系统研究与工程应用提供参考。 展开更多
关键词 数字孪生 结构安全性 疲劳断裂 降阶模型 不确定性
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航空涡喷发动机压气机转子叶片常见失效模式的特点与规律 被引量：52
2
作者 傅国如 禹泽民 王洪伟 《失效分析与预防》 2006年第1期18-24,共7页
简要介绍了航空涡轮喷气发动机压气机转子叶片的功能、结构特点、工作条件及其受力,针对叶片实际使用中常见的共振疲劳断裂失效,外来物打伤失效及由其引起的变形、断裂失效,腐蚀失效及由其引起的断裂失效,材质缺陷失效和颤振疲劳断裂失... 简要介绍了航空涡轮喷气发动机压气机转子叶片的功能、结构特点、工作条件及其受力,针对叶片实际使用中常见的共振疲劳断裂失效,外来物打伤失效及由其引起的变形、断裂失效,腐蚀失效及由其引起的断裂失效,材质缺陷失效和颤振疲劳断裂失效等典型失效模式,从理论和实践两方面,系统地阐述了它们的失效机理、失效规律和失效原因及宏观、微观特征,并结合实际失效案例进行了分析。 展开更多
关键词 航空发动机 压气机 叶片 疲劳断裂
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危岩主控结构面疲劳断裂寿命计算方法 被引量：50
3
作者 陈洪凯 唐红梅 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2007年第5期575-580,共6页
危岩的破坏机理和安全性受控于危岩主控结构面.通过计算危岩主控结构面在自重、裂隙水压力及地震力作用下的Ⅰ型及Ⅱ型应力强度因子,建立了主控结构面临界长度计算方法;把主控结构面内的裂隙水压力视作交变荷载,通过计算其对主控结构面... 危岩的破坏机理和安全性受控于危岩主控结构面.通过计算危岩主控结构面在自重、裂隙水压力及地震力作用下的Ⅰ型及Ⅱ型应力强度因子,建立了主控结构面临界长度计算方法;把主控结构面内的裂隙水压力视作交变荷载,通过计算其对主控结构面应力强度因子的贡献,遵循P-M准则运用Paris疲劳方程建立了处于临界状态条件下主控结构面的疲劳断裂寿命计算方法,并通过疲劳断裂试验确定了三峡库区万州地区典型长石石英砂岩的疲劳系数C值和m值. 展开更多
关键词 危岩 主控结构面 裂隙水压力 疲劳断裂 寿命
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汽轮机叶片疲劳寿命预测方法的研究 被引量：24
4
作者 谢永慧 孟庆集 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第9期912-915,共4页
为了提高汽轮机叶片的可靠性 ,预防电厂中汽轮机叶片疲劳断裂的发生 ,首先提出了叶片应力和动态特性的数值分析方法 ,然后基于动态应力分析结果 ,考虑了影响汽轮机叶片失效的各种因素 ,引入Neuber准则和雨流计数法 ,建立了汽轮机叶片的... 为了提高汽轮机叶片的可靠性 ,预防电厂中汽轮机叶片疲劳断裂的发生 ,首先提出了叶片应力和动态特性的数值分析方法 ,然后基于动态应力分析结果 ,考虑了影响汽轮机叶片失效的各种因素 ,引入Neuber准则和雨流计数法 ,建立了汽轮机叶片的疲劳寿命预测模型 ,并分析了一个 5片成组的 85 1mm叶片疲劳寿命状况 .结果表明 :提出的汽轮机叶片动态应力三维有限元分析模型具有良好的工程精度 ,叶片疲劳寿命预测可以定量地分析影响叶片安全运行的各种因素和叶片的疲劳寿命 ,为现实中叶片的设计制造及汽轮机运行提供了参考 . 展开更多
关键词 寿命预测 汽轮机 叶片振动 动态应力 疲劳寿命 数值分析 疲劳断裂 叶片失效
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裂纹扩展的无网格数值模拟方法 被引量：18
5
作者 娄路亮 曾攀 聂蕾 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2001年第3期51-56,共6页
疲劳断裂是航空材料的重要失效形式 ,由于裂纹尖端应力存在奇异性 ,传统有限元方法模拟裂纹沿任意路径扩展存在很多不足。作为一种新兴的数值模拟方法 ,无网格计算只需将求解问题离散为独立的节点 ,计算过程中可以实时跟踪裂纹尖端区域... 疲劳断裂是航空材料的重要失效形式 ,由于裂纹尖端应力存在奇异性 ,传统有限元方法模拟裂纹沿任意路径扩展存在很多不足。作为一种新兴的数值模拟方法 ,无网格计算只需将求解问题离散为独立的节点 ,计算过程中可以实时跟踪裂纹尖端区域进行局布细化。将连续的裂纹扩展过程看作多个线性增量 ,每一个增量内裂纹扩展角根据应力强度因子确定 ,通过在裂纹尖端细化节点和引入外部基函数提高了计算精度。本文给出了应用无网格方法模拟裂纹扩展过程的关键技术和计算流程 ,通过对带有中心斜裂纹的 Ti-6 Al-4 V合金平板进行分析 ,预测得到的裂纹扩展路径与实验值吻合的较好。 展开更多
关键词 裂纹扩展 无网格计算 TI-6AL-4V合金 疲劳断裂 航空材料 数值模拟
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不同硫化体系橡胶的疲劳断裂性能 被引量：20
6
作者 裘怿明 傅政 +1 位作者 姬新生 梁国亮 《合成橡胶工业》 EI CAS CSCD 2000年第2期111-114,共4页
研究了NR/BR为70/30(质量比 )时普通、半有效和有效3种硫化体系共混物的拉伸疲劳寿命和力学性能。从生热、连续和间歇应力弛豫等行为上讨论了3种硫化体系共混物的疲劳断裂机理 ,并给出了各体系共混物疲劳断裂特征参数 β 和C0。
关键词 NR BR 共混物 硫化体系 疲劳断裂 橡胶 性能
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钢丝的微动磨损及其对疲劳断裂行为的影响研究 被引量：24
7
作者 张德坤 葛世荣 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期355-359,共5页
采用自制的钢丝微动磨损试验机考察了钢丝的微动摩擦磨损性能,随后将经过一定时间微动磨损试验后的钢丝试样在液压伺服疲劳试验机上进行拉-拉疲劳试验,进而探讨了微动摩擦系数和微动磨损深度随微动磨损试验时间和接触载荷的变化关系;并... 采用自制的钢丝微动磨损试验机考察了钢丝的微动摩擦磨损性能,随后将经过一定时间微动磨损试验后的钢丝试样在液压伺服疲劳试验机上进行拉-拉疲劳试验,进而探讨了微动摩擦系数和微动磨损深度随微动磨损试验时间和接触载荷的变化关系;并利用扫描电子显微镜分析了试样磨痕和磨屑的表面形貌.结果表明,在较大的微动振幅下,钢丝的微动摩擦系数变化幅度不大,微动磨损深度随微动磨损试验时间和接触载荷的增加而增大;微动磨损试验后钢丝试样的疲劳寿命同磨损深度成反比关系;可以将疲劳断口划分为4个区域,其同钢丝试样的疲劳断裂过程相对应. 展开更多
关键词 钢丝 微动磨损 疲劳断裂
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螺栓疲劳断裂失效分析 被引量：27
8
作者 姜爱华 陈亮 +2 位作者 师红旗 丁毅 马立群 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2013年第2期222-223,共2页
通过宏微观断口形貌分析、化学成分分析、金相组织分析等手段,分析了螺栓断裂的原因。结果表明:螺栓疲劳断裂主要原因是螺栓表面脱碳层所导致的螺栓表面弱化,加速了疲劳裂纹源的形成,从而加速了疲劳断裂过程。
关键词 螺栓 疲劳断裂 失效分析
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60Si2MnA弹条断裂分析 被引量：27
9
作者 郭和平 李彪 李玉生 《失效分析与预防》 2011年第2期90-93,123,共5页
60Si2MnA钢制弹条进行疲劳寿命试验,未达到规定的疲劳寿命时发生断裂。通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度检测、化学成分检测,对弹条断裂原因进行了分析。结果表明:弹条断裂性质为弯曲-扭转疲劳断裂,其断口明显分成疲劳源区、扩... 60Si2MnA钢制弹条进行疲劳寿命试验,未达到规定的疲劳寿命时发生断裂。通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度检测、化学成分检测,对弹条断裂原因进行了分析。结果表明:弹条断裂性质为弯曲-扭转疲劳断裂,其断口明显分成疲劳源区、扩展区和瞬断区3个区域,疲劳源区位于弹条表面;弹条断裂主要原因与弹条表面质量差有关,弹条表层存在脱碳层导致弹条抗疲劳性能降低,也是弹条疲劳断裂的又一原因。 展开更多
关键词 弹条 疲劳断裂 表面质量 脱碳层
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平湖油气田海底输油管线临时修复方法 被引量：19
10
作者 许文兵 《中国海洋平台》 2003年第2期37-40,共4页
介绍平湖油气田10″海底输油管线岱山近岸段临时修复的方法和过程。
关键词 平湖油气田 海底输油管线 临时修复方法 卡箍 机械接头 疲劳断裂
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6N01-T5铝合金焊接接头疲劳断裂分析 被引量：25
11
作者 刘雪松 李书齐 +2 位作者 王苹 孟立春 吕任远 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期25-28,共4页
为了确定6N01-T5铝合金挤压型材焊接接头发生疲劳断裂的原因,对6N01-T5铝合金型材及其焊接接头分别进行了疲劳试验,获得了它们的S-N曲线及条件疲劳极限.分析了接头的显微组织与力学性能,并对疲劳断口进行分析,得到了6N01-T5铝合金焊接... 为了确定6N01-T5铝合金挤压型材焊接接头发生疲劳断裂的原因,对6N01-T5铝合金型材及其焊接接头分别进行了疲劳试验,获得了它们的S-N曲线及条件疲劳极限.分析了接头的显微组织与力学性能,并对疲劳断口进行分析,得到了6N01-T5铝合金焊接接头的疲劳断口特征.结果表明,接头显微组织为-αAl与-αAl和Mg2Si的伪共晶,主要缺欠为气孔;在热影响区与母材交界处存在一软化区,该软化区会引起静载断裂,但不是构件发生疲劳断裂的主要原因;位于焊缝表面焊接缺欠以及构件的表面状态是影响接头疲劳性能的主要原因. 展开更多
关键词 6N01-T5铝合金 焊接接头 S-N曲线 疲劳断裂
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汽车发动机曲轴断裂失效分析 被引量：24
12
作者 孙捷 王丽远 +1 位作者 曹新鑫 卢锦德 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第12期79-81,共3页
对断裂发动机曲轴断口部位的金相组织、力学性能及轴颈与曲柄过渡圆角处的表面粗糙度进行了测试和分析。结果表明 ,曲轴轴颈圆角面上的机加工划痕造成局部区域应力集中和开裂 。
关键词 曲轴 疲劳断裂 失效分析
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工程金属材料/零件的表面完整性及其断裂抗力 被引量：24
13
作者 王仁智 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期55-57,共3页
工程金属材料的力学性能取决于其显微组织结构。至于对那些由表面起裂引发宏观脆性断裂(诸如疲劳断裂、应力腐蚀与氢脆断裂等)的断裂抗力性能,则首先取决于零件的表面完整性。文中提出了狭义的表面完整性定义,介绍了与这类宏观脆性断裂... 工程金属材料的力学性能取决于其显微组织结构。至于对那些由表面起裂引发宏观脆性断裂(诸如疲劳断裂、应力腐蚀与氢脆断裂等)的断裂抗力性能,则首先取决于零件的表面完整性。文中提出了狭义的表面完整性定义,介绍了与这类宏观脆性断裂抗力性能有直接关系的表面完整性参量,诸如表面显微组织结构参量、表面(层)力学性能参量、表面(层)残余应力参量以及表面应力集中参量等。表面强化工艺技术就是通过改变零件表面完整性使这类宏观脆性断裂抗力的性能获得提高。 展开更多
关键词 疲劳断裂 应力腐蚀开裂 表面完整性
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重型汽车发动机曲轴断裂分析 被引量：23
14
作者 董世运 石常亮 +1 位作者 徐滨士 何鹏 《失效分析与预防》 2009年第3期138-142,共5页
某重型汽车在正常行驶过程中,发动机曲轴突然发生断裂。对失效曲轴进行硬度测试、金相组织检查及断口宏微观观察等综合分析,结果表明:该曲轴断裂性质为弯曲-扭转疲劳断裂,其断口明显分为3个区域,即疲劳源区、扩展区和瞬断区;曲轴表面硬... 某重型汽车在正常行驶过程中,发动机曲轴突然发生断裂。对失效曲轴进行硬度测试、金相组织检查及断口宏微观观察等综合分析,结果表明:该曲轴断裂性质为弯曲-扭转疲劳断裂,其断口明显分为3个区域,即疲劳源区、扩展区和瞬断区;曲轴表面硬度比规定硬度值低,同时,材料表层和内部存在较多弥散分布的气孔及Al2O3、MnS等氧化物和硫化物夹杂,在弯矩和扭矩的共同作用下,疲劳裂纹从曲轴轴径油孔下方过渡圆角处等应力集中区域开始萌生,并沿与轴径约呈45°的方向扩展,最终导致曲轴断裂失效。 展开更多
关键词 失效分析 曲轴 夹杂 疲劳断裂
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发动机燃油供油导管断裂失效分析 被引量：24
15
作者 傅国如 陈荣 +1 位作者 吕凤军 李松航 《失效分析与预防》 2007年第1期29-33,共5页
某型发动机连续发生两起由于与主输油圈连接的U形燃油供油导管在连接处断裂引起的空中漏油故障。对断裂导管的安装位置、结构特点及装配情况进行了检查,对同型发动机进行了开车试验,对导管断口进行了分析。结果表明,两根导管的断裂性质... 某型发动机连续发生两起由于与主输油圈连接的U形燃油供油导管在连接处断裂引起的空中漏油故障。对断裂导管的安装位置、结构特点及装配情况进行了检查,对同型发动机进行了开车试验,对导管断口进行了分析。结果表明,两根导管的断裂性质相同,均为起始应力较大的高周疲劳断裂,疲劳裂纹起始于U形导管内侧或外侧的焊缝部位。U形导管装配应力大是导致导管疲劳裂纹早期萌生的主要原因,高压燃油冲击和脉动引起的弯曲应力对裂纹的萌生也有一定的影响,导管焊缝处存在的焊接缺陷对裂纹的萌生具有促进作用。 展开更多
关键词 发动机 导管 疲劳断裂 装配
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发动机传动轴齿轮断裂失效分析 被引量：23
16
作者 白明远 刘高远 王大为 《失效分析与预防》 2007年第3期37-41,共5页
某发动机累计工作66min后,传动轴齿轮上有两个齿发生了断裂,与其相配合的片齿轮未发现任何损伤。对传动轴齿轮和片齿轮的齿形、齿向进行了检测,结果表明,传动轴齿轮和片齿轮的齿形和齿向参数符合技术要求。对传动轴断齿的宏微观特征进... 某发动机累计工作66min后,传动轴齿轮上有两个齿发生了断裂,与其相配合的片齿轮未发现任何损伤。对传动轴齿轮和片齿轮的齿形、齿向进行了检测,结果表明,传动轴齿轮和片齿轮的齿形和齿向参数符合技术要求。对传动轴断齿的宏微观特征进行了观察与分析,并对传动轴和片齿轮的渗层深度、金相组织进行了检测。结果表明,传动轴断齿的断裂性质为疲劳断裂,传动轴齿表面硬度偏低和片齿轮表面硬度偏高导致传动轴齿表面接触疲劳剥落,传动轴齿轮表面渗层出现的连续网状氮化物是促进其疲劳断裂的又一个影响因素。建议完善传动轴和片齿轮的表面处理工艺参数,加强控制工艺过程。 展开更多
关键词 传动轴齿轮 接触疲劳 疲劳断裂
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空气钻井过程中钻杆断裂原因分析 被引量：22
17
作者 袁鹏斌 吕拴录 +3 位作者 孙丙向 梁敏 余世杰 刘凡 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期34-37,共4页
川东北1区在空气钻进过程中发生了多起钻具断裂事故。为了搞清钻杆断裂原因,对空气钻井过程中钻具断裂事故进行了调查研究,并对一根断裂钻杆进行了失效分析。失效分析内容主要包括断口宏观分析和微观分析,钻杆材料化学成分、力学性能和... 川东北1区在空气钻进过程中发生了多起钻具断裂事故。为了搞清钻杆断裂原因,对空气钻井过程中钻具断裂事故进行了调查研究,并对一根断裂钻杆进行了失效分析。失效分析内容主要包括断口宏观分析和微观分析,钻杆材料化学成分、力学性能和金相组织试验分析,钻杆在空气钻井过程中受力条件分析等。失效分析表明,钻杆属于早期疲劳断裂,断裂主要原因是在空气钻井过程中钻具受到的震动载荷远大于钻井液钻井过程中的震动载荷,在交变的震动载荷作用下,钻具容易产生疲劳裂纹;由于现有的井口检测仪表不能精确及时反映钻杆刺穿之后产生的泵压变化,无法及时采取预防措施,疲劳裂纹不断扩展,最终导致了钻杆断裂失效。 展开更多
关键词 空气钻井 钻杆 疲劳断裂 震动载荷
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500kV紧凑型线路耐张线夹断裂事故分析 被引量：22
18
作者 蔡向晖 《华北电力技术》 CAS 北大核心 2003年第3期26-28,共3页
通过宏观和微观试验研究 ,全面分析了5 0 0 k V紧凑型线路耐张线夹的断裂原因 ,为解决耐张线夹频繁疲劳断裂问题提供了可靠的技术依据。
关键词 500KV紧凑型线路 耐线线夹 断裂事故 输电线路 疲劳断裂 事故分析
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某钢制螺钉断裂失效分析 被引量：22
19
作者 胡春燕 姜涛 刘新灵 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期141-144,共4页
某液压缸盖紧固用螺钉在进行试验时发生断裂。采用外观检查、断口宏微观观察、金相检验和硬度测试等方法对两枚断裂失效螺钉进行了分析。结果表明,螺钉A失效性质为过载断裂,其断裂原因主要与装配时拧紧力过大从而产生了扭转剪切开裂损... 某液压缸盖紧固用螺钉在进行试验时发生断裂。采用外观检查、断口宏微观观察、金相检验和硬度测试等方法对两枚断裂失效螺钉进行了分析。结果表明,螺钉A失效性质为过载断裂,其断裂原因主要与装配时拧紧力过大从而产生了扭转剪切开裂损伤有关;螺钉B失效性质为疲劳断裂,其断裂原因主要与螺钉B表面存在脱碳层导致疲劳强度大幅降低有关,且在装配时发生倾斜,螺钉一侧存在附加拉应力,对疲劳失效也有一定的促进作用。建议严格控制热处理工艺和装配过程力矩大小,并加强螺钉孔和螺钉的加工精度控制。 展开更多
关键词 螺钉 过载断裂 疲劳断裂 脱碳层 装配应力
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35CrMo钢高强螺栓断裂失效分析 被引量：22
20
作者 韩克甲 赵晓辉 李洪伟 《理化检验（物理分册）》 CAS 2017年第6期434-436,441,共4页
某风电厂铁塔用紧固高强螺栓在使用一个月后于螺纹处出现多根断裂现象。通过宏观检验、化学成分分析、力学性能试验、金相检验、断口分析等方法对螺栓断裂原因进行了分析。结果表明:失效高强螺栓螺纹处表面全脱碳层深度超标,且脱碳层深... 某风电厂铁塔用紧固高强螺栓在使用一个月后于螺纹处出现多根断裂现象。通过宏观检验、化学成分分析、力学性能试验、金相检验、断口分析等方法对螺栓断裂原因进行了分析。结果表明:失效高强螺栓螺纹处表面全脱碳层深度超标,且脱碳层深度极不均匀,在全脱碳层最大深度处容易产生应力集中,并造成螺栓表面部分区域的强度和抗疲劳性能下降,无法承受设计载荷,从而导致高强螺栓在此处出现应力裂纹并最终发生疲劳断裂失效。 展开更多
关键词 高强螺栓 脱碳 应力裂纹 疲劳断裂
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