搜索热:失效分析 陶瓷
扫一扫 加微信
首页 > 期刊论文 > 论文摘要
金属材料疲劳寿命评估的研究现状
          
Research Status of Fatigue Life Assessment of Metal Materials

摘    要
综述了金属材料疲劳失效分析的基本过程和疲劳寿命评估方法,重点介绍了工程中常用的Miner线性累积损伤理论、能量法、弹塑性有限元法、超载迟滞模型等评估理论和模型,分析了这几种方法和模型的适用条件及优缺点。随着试验技术和计算机模拟技术的发展,假设条件将更精确,采用试验和计算机模拟技术相结合的方法预测和评估金属材料疲劳寿命是今后的发展方向。
标    签 疲劳   失效分析   寿命评估   fatigue   failure analysis   life assessment  
 
Abstract
Fatigue failure analysis processes and fatigue life assessment methods for metal materials are reviewed. The evaluation theories and models which were used widely in engineering, such as the Miner linear cumulative damage theory, the energy method, the elastic-plastic finite element method, the overload retardation model, are mainly introduced. The application conditions, advantages and disadvantages of these methods and models are also analyzed. With the development of the experimental technique and computer simulation technology, the assumptions will be more accuracy. Therefore the combined method of experiment and computer simulation for the fatigue life prediction and assessment of metal materials will be one of the most important development directions in the future.

中图分类号 TG115   DOI 10.11973/jxgccl201702001

 
  中国光学期刊网论文下载说明


所属栏目 综述

基金项目 国家自然科学基金资助项目(51379070);中国南车科技计划项目(2013NCK166)

收稿日期 2016/1/27

修改稿日期 2016/12/22

网络出版日期

作者单位点击查看

备注孙孝央(1990-),女,浙江宁波人,硕士研究生。

引用该论文: SUN Xiao-yang,WANG Ze-hua,ZHOU Ze-hua,SHAO Jia,SHENG Huan,QIAN Kun-cai,WU She-zhang. Research Status of Fatigue Life Assessment of Metal Materials[J]. Materials for mechancial engineering, 2017, 41(2): 1~7
孙孝央,王泽华,周泽华,邵佳,盛欢,钱坤才,吴射章. 金属材料疲劳寿命评估的研究现状[J]. 机械工程材料, 2017, 41(2): 1~7


论文评价
共有人对该论文发表了看法,其中:
人认为该论文很差
人认为该论文较差
人认为该论文一般
人认为该论文较好
人认为该论文很好
分享论文
分享到新浪微博 分享到腾讯微博 分享到人人网 分享到 Google Reader 分享到百度搜藏分享到Twitter

参考文献
【1】何柏林, 王斌. 疲劳失效预测的研究现状和发展趋势[J]. 机械设计与制造, 2012(4):279-281.
 
【2】张国庆, 王成焘, 徐滨士. 几种疲劳寿命预测方法的探讨及评价[J]. 机械强度, 2011, 33(3):469-474.
 
【3】牛松. 基于断裂力学的船体结构疲劳评估方法[D]. 哈尔滨:哈尔滨工程大学, 2008.
 
【4】CUI W. A state-of-the-art review on fatigue life prediction methods for metal structures[J]. Journal of Marine Science and Technology, 2002, 7(1):43-56.
 
【5】HARRIS T A, McCool J I. On the accuracy of rolling bearing fatigue life prediction[J]. Journal of Tribology, 1996, 118(2):297-309.
 
【6】陈传尧.疲劳与断裂[M].武汉:华中科技大学出版社,2001.
 
【7】张晓敏,万玲,严波,等.断裂力学[M].北京:清华大学出版社,2012.
 
【8】CHRISTENSEN R M. An evaluation of linear cumulative damage (Miner's law) using kinetic crack growth theory[J]. Mechanics of Time-Dependent Materials, 2002, 6(4):363-377.
 
【9】MINER M A. Cumulative damage in fatigue[J]. Journal of Applied Mechanics, 1945, 12(3):159-164.
 
【10】赵建生.断裂力学及断裂物理[M].武汉:华中科技大学出版社,2003.
 
【11】陈景杰, 黄一, 李玉刚. 考虑疲劳载荷相互影响的修正的Miner准则研究[J]. 中国造船, 2014,55(3):36-42.
 
【12】鄢君辉, 魏建锋, 赵康,等. 拉-拉变幅载荷下45钢缺口件疲劳寿命分布的预测及其验证[J]. 机械工程材料, 2001, 25(7):22-25.
 
【13】刘洪天, 熊峻江, 高镇同. 疲劳线性累积损伤理论的α值实验验证[J]. 力学与实践, 2002, 24(4):52-55.
 
【14】舒陶, 任宏光, 郭克平. 局部应力应变Neuber法与有限元求法的比较[J]. 弹箭与制导学报, 2009, 29(1):267-269.
 
【15】NEUBER H. Theory of stress concentration for shear-strained prismatical bodies with arbitrary nonlinear stress-strain law[J].Journal of Applied Mechanics,1961,28(4):544-550.
 
【16】TOPPER T H, WETZEL R M, MORROW J D. Neuber's rule applied to fatigue of notched specimens:NAEC-ASL-1114[R/OL]. Philadelphia, pennsylvania:US Naval Air Engineering Center, 1967. http://oai.dtic.mil/oai/oai?verb=getRecord&metadataPrefix=html&identifier=AD0659550.
 
【17】吴启舟, 李江华, 缑之飞,等. 022Cr17Ni12Mo2不锈钢缺口试样的疲劳寿命预测[J]. 机械工程材料, 2015,39(12):55-58.
 
【18】叶笃毅, 王德俊. 疲劳缺口系数Kf和随机疲劳寿命估算[J]. 机械强度, 2004,13(4):32-36.
 
【19】ZAPPALORTO M, LAZZARIN P. A new version of the Neuber rule accounting for the influence of the notch opening angle for out-of-plane shear loads[J]. International Journal of Solids & Structures, 2009, 46(9):1901-1910.
 
【20】MOLSKI K, GLINKA G. A method of elastic-plastic stress and strain calculation at a notch root[J]. Materials Science & Engineering, 1981, 50(1):93-100.
 
【21】张忠平. 对估算金属切口强度的能量法与Neuber法的比较[J]. 力学与实践, 1999, 21(2):34-36.
 
【22】TROSHCHENKO V T. Fatigue of metals under nonuniform stressed state. Part 2. Methods of the analysis of research results[J]. Strength of Materials, 2010, 42(3):241-257.
 
【23】YE D, MATSUOKA S, SUZUKI N, et al. Further investigation of Neuber's rule and the equivalent strain energy density (ESED) method[J]. International Journal of Fatigue, 2004, 26(5):447-455.
 
【24】KNOP M, JONES R, MOLENT L, et al. On the Glinka and Neuber methods for calculating notch tip strains under cyclic load spectra[J]. International Journal of Fatigue, 2000, 22(9):743-755.
 
【25】尚德广, 姚卫星.随机加载下缺口局部应力应变的弹塑性有限元计算[J]. 机械强度, 2001, 23(3):332-335.
 
【26】赵国宏. 缺口件多轴局部应变分析与随机疲劳寿命预测[D]. 杭州:浙江大学, 2006.
 
【27】MROZ Z. An attempt to describe the behavior of metals under cyclic loads using a more general work hardening model[J]. Acta mechanica, 1969, 7(2):199-212.
 
【28】JHANSALE H R. A unified approach for modeling inelastic behavior of structural metals under complex cyclic loadings:ADA040741[R/OL].[S.l.]:[s.n.], 1977. http://oai.dtic.mil/oai/oai?verb=getRecord&metadataPrefix=html&identifier=ADA040741.
 
【29】曹汉杰. 交变载荷下缺口根部应力-应变近似计算方法研究[D]. 上海:上海交通大学, 2011.
 
【30】靳慧, 王立彬, 王金诺. 弹塑性随机有限元在低周疲劳分析中的应用[J]. 工程力学, 2004, 21(3):196-200.
 
【31】肖楠, 谢基龙, 周素霞. 地铁车轮踏面制动疲劳强度评价方法及应用[J]. 工程力学, 2010, 27(9):234-239.
 
【32】KOH S K. Elastic-plastic stress analysis and fatigue lifetime prediction of cross-bores in autofrettaged pressure vessels[J]. KSME International Journal, 2012, 14(9):935-946.
 
【33】ELBER W. The significance of fatigue crack closure[M]//Damage Tolerance in Aircraft Structures.[S.l.]:ASTM International, 1971.
 
【34】杨冰, 赵永翔, 梁红琴, 等. 基于Elber型方程的随机疲劳长裂纹扩展概率模型[J]. 工程力学, 2005, 22(5):99-104.
 
【35】许天旱, 姚婷珍, 刘彦明. 珠光体-铁素体套管钻井钢疲劳裂纹扩展行为及机制[J]. 机械工程材料, 2015, 39(9):16-21.
 
【36】KUJAWSKI D. Utilization of partial crack closure for fatigue crack growth modeling[J]. Engineering Fracture Mechanics, 2002, 69(12):1315-1324.
 
【37】ARONE R. Influence of random overloads on fatigue crack lifetime and reliability[J]. Engineering Fracture Mechanics, 1988, 30(3):361-371.
 
【38】李亚智, 耿伟杰, 束一秀, 等. 高载作用下的疲劳裂纹闭合与残余应力作用[J].西北工业大学学报,2014,32(4):529-535.
 
【39】WHEELER O E. Spectrum loading and crack growth[J]. Journal of Basic Engineering, 1972, 94(1):181-186.
 
【40】MURTHY A R C, PALANI G S, IYER N R. An improved Wheeler model for remaining life prediction of cracked plate panels under tensile-compressive overloading[J]. Structural Integrity & Durability, 2005, 1(3):203-214.
 
【41】吕绪明, 李时磊, 王西涛,等. 铸造奥氏体不锈钢的疲劳裂纹扩展[J]. 工程科学学报, 2015(1):57-63.
 
【42】MEHRZADI M, TAHERI F. A material sensitive modified wheeler model for predicting the retardation in fatigue response of AM60B due to an overload[J]. International Journal of Fatigue, 2013, 55(5):220-229.
 
【43】卞如冈, 崔维成, 万正权,等. 基于双参数统一方法的深海结构物疲劳裂纹扩展影响参数研究[J]. 船舶力学, 2010(5):516-525.
 
【44】邹小理. 随机超载下疲劳裂纹扩展的模拟计算[J]. 机械强度, 2005, 26(6):680-682.
 
相关信息
   标题 相关频次
 高速列车制动盘材料的研究现状与展望
 12
 DN50不锈钢波纹软管开裂失效分析
 4
 KH-570/SiO2配比对Al2O3-13% TiO2封孔涂层耐酸腐蚀性能的影响
 4
 QT400-18L铸件的缩松缺陷对其力学性能的影响
 4
 超高压压缩机填料盘裂纹产生原因分析
 4
 超声激励封孔对等离子喷涂Al2O3-13% TiO2涂层耐腐蚀性能的影响
 4
 齿轮的失效分析
 4
 抽油泵凡尔罩断裂失效分析
 4
 船用艉轴断裂失效分析
 4
 等离子熔覆镍铬碳合金层的显微组织和硬度
 4
 电站连接螺栓断裂失效分析
 4
 反应等离子喷涂技术的研究进展
 4
 反应等离子熔覆原位合成WC增强铁基合金涂层的工艺优化
 4
 防海生物污损材料研究现状
 4
 牵引销紧固螺钉断裂分析
 4
 热处理对等离子喷涂Al2O3-13%TiO2涂层结合强度的影响
 4
 石料圆锥破碎机主轴断裂原因
 4
 适用于增压器壳体材料的高镍球墨铸铁的高温氧化性能
 4
 双辊连铸法制备硅钢薄带的组织和性能
 4
 涡轮套失效分析
 4
 油田用抽油杆断裂分析
 4
 杂化封孔剂中KH-570含量对等离子喷涂涂层封孔性能的影响
 4
 再沸器疲劳失效分析
 4
 注塑机导柱断裂原因分析
 4
 钻柱转换接头断裂原因分析
 4
 (NH4)2SO4管线开裂失效的原因
 2
 ”致命“的材料:盘点那些由材料造成的悲剧
 2
 w(Ti+B4C+C)/w(Ni60A)对等离子熔覆镍基复合涂层结构与性能的影响
 2
 100t汽车车轴断裂分析
 2
 12Cr1MoV珠光体耐热钢长期服役中碳化物的变化及对性能的影响
 2