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从金属材料疲劳性能的力学描述到飞机结构疲劳寿命评定:现状与展望 被引量：3
1
作者 刘斌超 鲁嵩嵩 +1 位作者 曾苇鹏 鲍蕊 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期417-457,共41页
疲劳失效是影响飞机金属结构安全性和使用寿命的主要因素,金属疲劳的学术研究和工程实践在相互促进中得以不断发展.论文总结了飞机传统金属结构疲劳问题的特点,综述了当前飞机金属结构疲劳分析方法的三种思路,即从材料疲劳性能出发的唯... 疲劳失效是影响飞机金属结构安全性和使用寿命的主要因素,金属疲劳的学术研究和工程实践在相互促进中得以不断发展.论文总结了飞机传统金属结构疲劳问题的特点,综述了当前飞机金属结构疲劳分析方法的三种思路,即从材料疲劳性能出发的唯象疲劳分析方法、从结构疲劳品质出发的唯象疲劳分析方法、以及以断裂力学为基础的分析方法,剖析了不同思路分析方法的内涵、流程及潜在发展,讨论了学术研究和分析方法的进步对飞机结构抗疲劳保安全策略的变革性影响.在此基础上,结合先进材料与新型结构的发展和应用所提出的新挑战和新思路、以及未来飞机结构对疲劳与损伤容限评价工作的新需求,对结构疲劳分析方法研究的未来发展作出浅析和展望. 展开更多
关键词 金属结构 疲劳寿命 断裂力学 耐久性与损伤容限
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材料因素对金属疲劳裂纹扩展的影响 被引量：4
2
作者 刘斌超 王秋懿 +2 位作者 杨蓉 鲁嵩嵩 鲍蕊 《航空科学技术》 2022年第3期77-85,30,共10页
先进工艺和材料的发展往往突破了经典断裂力学理论中的宏观均匀各向同性材料假设,使得当前主要关注裂尖力学参数,仅以试验数据拟合参数来考虑材料因素影响的金属材料疲劳裂纹扩展分析方法难以适用。本文首先基于课题组近年来在金属材料... 先进工艺和材料的发展往往突破了经典断裂力学理论中的宏观均匀各向同性材料假设,使得当前主要关注裂尖力学参数,仅以试验数据拟合参数来考虑材料因素影响的金属材料疲劳裂纹扩展分析方法难以适用。本文首先基于课题组近年来在金属材料疲劳裂纹扩展方面的研究,对材料因素导致的特殊疲劳裂纹扩展行为进行介绍,并对其机理进行分析和总结;然后,对当前疲劳裂纹扩展分析方法的逻辑思路进行分析,并指出相关研究的主要落脚点在于合理有效地考虑力学因素和材料因素的影响;最后,主要针对疲劳裂纹路径偏折的预测方法进行讨论,提出了一种疲劳裂纹扩展的净驱动力概念模型。本文的分析讨论有助于从力学因素与材料因素交互作用的角度来看待金属疲劳裂纹扩展问题,所得结论能够为先进工艺金属材料的疲劳裂纹扩展分析及相应结构的损伤容限分析评估提供指导。 展开更多
关键词 疲劳裂纹扩展 裂纹偏折 裂纹分叉 材料组织 增材制造
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飞机薄壁结构面外载荷下三维疲劳裂纹扩展仿真分析 被引量：2
3
作者 曾苇鹏 鲁嵩嵩 +3 位作者 刘斌超 刘汉海 隋福成 鲍蕊 《航空工程进展》 CSCD 2022年第3期23-31,共9页
飞机结构中部分薄壁结构在服役中不可避免地承受面外弯曲载荷,这对飞机的安全性有显著影响。采用FRANC3D和ABAQUS联合仿真的方法,对薄板受弯曲载荷作用下的疲劳裂纹扩展行为开展研究,分析边界约束强度和初始裂纹形状对此类疲劳裂纹扩展... 飞机结构中部分薄壁结构在服役中不可避免地承受面外弯曲载荷,这对飞机的安全性有显著影响。采用FRANC3D和ABAQUS联合仿真的方法,对薄板受弯曲载荷作用下的疲劳裂纹扩展行为开展研究,分析边界约束强度和初始裂纹形状对此类疲劳裂纹扩展模拟的影响,并评估仿真方法的适用性。结果表明:模拟中施加较弱的边界约束,会使计算的应力强度因子增大;相比于初始非孔边的表面裂纹,初始孔边角裂纹在裂纹扩展初期扩展速率更高;现有的FRANC3D和ABAQUS联合仿真的方法在模拟面外弯曲载荷下薄板孔边裂纹扩展时,存在受压面裂纹无法扩展的问题。 展开更多
关键词 FRANC3D 弯曲载荷 薄壁结构 疲劳裂纹扩展 应力强度因子
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