一、疲劳裂纹扩展可靠性分析的N-J模型方法（论文文献综述）
陈振,李涛,薛晓伟,周阳,敬爽,陈言[1]（2021）在《基于模糊综合评价法的可控震源振动器平板疲劳可靠性分析与优化》文中指出平板作为可控震源振动器的核心部件,其焊接部位的疲劳可靠性直接影响其自身的使用寿命和地震信号的激发品质。为了准确得到振动器平板焊接部位的疲劳可靠性,基于模糊综合评价法对其进行可靠性分析。首先,确定振动器平板疲劳可靠性影响因素的集合,并通过多位专家打分评估的方式建立影响因素的权重矩阵和评价矩阵,进而得到平板疲劳可靠性的模糊综合评价矩阵。然后,根据模糊综合评价结果,确定基于S—N曲线法和断裂力学法的平板疲劳可靠性分析模型的权重系数,并建立平板疲劳可靠性模糊综合分析模型。以振动器的结构、载荷和材料参数以及疲劳裂纹扩展的影响因素为随机变量,开展平板的疲劳可靠性优化设计。结果表明,优化后平板的综合疲劳可靠性提高了1.8%。研究结果可为提高可控震源振动器平板的抗疲劳性能和使用寿命提供重要的理论依据。
王润梓,廖鼎,张显程,朱顺鹏,涂善东,郭素娟[2]（2021）在《高温结构蠕变疲劳寿命设计方法:从材料到结构》文中提出诸多领域中的结构部件长期在高温变载的严苛环境下运行,其服役过程伴随着严重的蠕变疲劳交互作用。面向高温结构长寿命、高可靠服役的迫切需求,蠕变疲劳寿命设计方法日益受到了业界学者们的高度关注。介绍蠕变疲劳交互作用机理,总结复杂蠕变疲劳加载波形下的微观损伤机制。在材料层面,回顾了基于不同理论体系的蠕变疲劳寿命预测方法。在结构层面,重点阐述了多轴应力对蠕变和疲劳损伤的影响并介绍了基于蠕变疲劳损伤交互图的寿命设计方法。此外,介绍从蠕变疲劳裂纹萌生到扩展的蠕变疲劳可靠性分析方法。最后,对本领域今后的发展方向进行了展望。
邱斌[3]（2021）在《设置悬挂吊车平板网架结构的疲劳载荷谱及疲劳寿命研究》文中提出平板网架结构广泛应用于设置悬挂吊车的工业建筑中,随着我国建筑业和工业的迅速发展,悬挂吊车的数量、吨位及运行频率在不断地增加,由此引发的网架结构疲劳问题日益凸显。本文依托国家自然科学基金面上项目（51578357）“基于健康监测的平板网架结构疲劳动态可靠性分析与疲劳寿命评估”,针对设置悬挂吊车平板网架结构的疲劳载荷谱及疲劳寿命进行了深入的研究。论文的主要研究工作及结论如下:（1）针对在役网架结构在悬挂吊车作用下的应力状态进行现场实测,分析了网架结构的应力变化规律以及悬挂吊车的载荷效应特点。结果表明,在吊车荷载作用下,网架结构的应力呈现出明显的周期性变化规律,悬挂吊车荷载效应具有很强的区域性。利用有限元软件对网架结构在吊车荷载作用下的应力状况进行模拟,分析结果与实测值吻合较好。（2）基于网架结构的实测载荷数据,结合数据信号处理、雨流计数及数理统计等方法,编制了设置悬挂吊车网架结构的疲劳载荷谱。在此基础上,探讨了网架结构疲劳应力频值谱的理论编制方法,并得到了网架结构在不同荷重分布参数下的疲劳应力频值谱,为设置悬挂吊车的网架结构疲劳寿命分析提供依据。（3）针对网架结构中螺栓球节点用M30高强度螺栓连接的常幅和变幅疲劳性能开展了试验研究,发现疲劳破坏均发生在螺栓与球啮合处的第一圈螺纹位置,并建立了常幅和变幅疲劳S-N曲线。通过疲劳断口形貌分析及螺栓应力的数值模拟,分析了螺栓球节点中高强螺栓的疲劳失效机理。此外,开展了M30高强螺栓在欠拧情况下的常幅疲劳试验,得到了相应的S-N曲线。通过对比发现M30高强螺栓在仅拧入3个螺栓深度的情况下,其疲劳强度大幅降低。（4）对螺栓球节点中高强螺栓的应力集中问题进行了数值分析,探讨了两种不同的建模方式以及不同网格划分尺寸对高强螺栓应力计算结果的影响,并选取合适的有限元模型计算了高强螺栓的应力集中系数和疲劳缺口系数。同时对螺栓球节点中高强螺栓连接的应力集中系数进行了参数化分析,进一步揭示了螺栓球节点中高强螺栓的疲劳破坏机理。（5）采用S-N曲线法、局部应变法及损伤容限设计法对螺栓球节点中M30高强螺栓的疲劳寿命进行评估。结合已有的疲劳试验数据及理论分析,针对三种疲劳寿命评估方法在其计算参数方面提出了修正建议。结果表明,参数修正后的方法具有较高的评估精度,适用于高强螺栓的疲劳寿命分析。（6）基于Palmgren-Miner线性损伤累积理论及疲劳强度S-N曲线,对网架中所测关键构件的两类节点构造细节的疲劳寿命进行评估。随后,建立了基于线性损伤累积理论的网架结构疲劳失效极限状态方程,探讨了方程中各参量的概率分布特征及参数取值,采用Monte-Carlo模拟法计算了所测关键构件的可靠度指标,并讨论了疲劳载荷效应增长率及吊车荷载增大对疲劳可靠度指标的影响规律。结果表明,是否考虑低应力幅损伤程度减弱,对疲劳可靠度指标计算结果影响很大,作低应力幅损伤弱化处理后,可靠度指标明显提高。随着服役时间的延长,疲劳载荷效应增长率越大,疲劳可靠度指标越低。随着吊车荷载的增大,疲劳可靠度指标降低显着。
张学忠[4]（2021）在《用于潜水器耐压壳疲劳寿命预报的小时间域保载疲劳裂纹扩展模型研究》文中指出21世纪以来,深海载人潜水器的研发,特别是全海深（11000米级）载人潜水器的研制引发了新一轮科技竞赛。载人深潜器在工作过程中,必然会经历多次下潜-工作-上浮的过程,从而深潜器的耐压壳也会经历加载-保载-卸载的循环过程。并且,深海载人潜水器下潜深度和水下作业时间随着每次执行任务的不同都会发生变化。要保证潜水器服役过程的安全性,需要合理计算耐压壳结构在这种复杂载荷下的疲劳寿命。基于断裂力学的方法在金属结构疲劳寿命预报中愈发体现出优越性,其评估的基础是一个合理可靠的裂纹扩展率模型。本文以描述循环加载-卸载过程的小时间域裂纹扩展模型（以da/dt来描述裂纹扩展率）为基础,基于蠕变和超载塑性区变化分析及一些试验现象对模型做了改进,使改进后的模型在常幅载荷、变幅载荷和保持载荷作用下都有很好的适用性,并考虑材料属性为随机变量,分析了裂纹在不同长度下扩展速率的可靠度。最后以改进的小时间域保载疲劳裂纹扩展率模型给出了大深度载人潜水器耐压壳的寿命计算流程。本文研究内容和主要成果如下:（1）对常幅载荷和变幅载荷形式下疲劳裂纹扩展模型、保载疲劳裂纹扩展模型以及可靠性理论在疲劳寿命中的应用进行了综述分析,为研究小时间域保载疲劳裂纹扩展模型提供了思路和方向;（2）裂纹尖端的应力状态不总是平面应力或平面应变状态,而是处于这两者之间的状态。本文考虑裂纹尖端应力应变状态对裂纹尖端塑性区域大小和裂纹张开位移的影响,引入约束因子,使其裂纹张开位移更加符合实际情况;（3）分析了描述循环加载-卸载过程的小时间域裂纹扩展模型对常幅载荷条件下的裂纹扩展速率的预报能力,对该模型中提出的描述裂纹张开角度的表达式进行了修成,提出了裂纹张开角度与应力比、断裂韧性、应力强度因子门槛值有关的表达式,提高了模型与常幅载荷条件下实验数据的吻合度;（4）在以上修正的基础上,提出了过载的塑性区影响范围Reff,max的表达式。为了考虑过载之后裂纹扩展速率逐渐恢复至原来水平的现象,认为过载产生的塑性区域随着裂纹扩展的抑制作用逐渐减少,基于此,提出了等效最大应力semax的概念,以描述过载影响程度的衰减过程。根据以上现象和假设,本文在时间域裂纹扩展模型应力水平描述方法的基础上,本提出了变幅载荷条件下应力水平的计算方法并通过一些实验数据与模型预测数据的对比验证了该方法的合理性;（4）为了提高长时间保持载荷条件下裂纹扩展率的预测准确性,本文提出长时间保持载荷和较大的应力强度因子对材料产生的较大的损伤会加速裂纹扩展速率,不能忽略,因此本文通过引入与保载时间和应力强度因子有关的参数来描述材料损伤对裂纹扩展速率的影响,并通过与实验数据对比进行了验证;（5）在改进的小时间域保载疲劳裂纹扩展模型基础上,考虑一些材料属性的随机性,运用蒙特卡洛法、一次二阶矩法和二次二阶矩法,分析了该模型在不同裂纹长度下裂纹扩展速率的可靠度;（6）基于修正的小时间域保载疲劳裂纹扩展模型,以计算某一大深度载人潜水器耐压壳寿命为例,介绍了计算流程中初始裂纹的确定、材料参数的确定、加载阶段和保载阶段参数确定的方法以及载荷谱的确定方法。最后通过分别计算只考虑下潜上浮随机载荷过程的耐压壳的疲劳寿命与考虑下潜-工作-上浮的随机载荷过程的耐压壳保载疲劳寿命,对计算流程进行了演示,指出了考虑保持载荷过程对合理预报耐压壳疲劳寿命的必要性。
程宏伟[5]（2020）在《航空发动机涡轮轴概率疲劳寿命预测与可靠性分析》文中认为航空发动机作为飞机的“心脏”,在飞机整体性能中起决定性作用,是世界各航空大国重点研究对象。航空发动机组成零件众多、构成材料特殊、制造工艺复杂、难度系数高且工况条件恶劣,这些特点会对航空发动机的可靠性产生影响。如何在航空发动机性能需求不断提升的现状下,依然保持航空发动机安全可靠的运行成为了一个重要的研究课题。涡轮轴是连接航空发动机各转动部件的重要构件,用来支撑各零部件并传递扭矩。涡轮轴的主要失效模式为疲劳失效,根据不同外部载荷的作用具体表现为机械疲劳、蠕变疲劳和热机械疲劳等。针对涡轮轴失效特点,本文考虑了材料疲劳性能参数的不确定性,研究了涡轮轴材料性能参数的不确定性的随机表征方法、概率疲劳寿命预测以及考虑蠕变影响的概率疲劳寿命预测与可靠性分析方法。本论文主要研究工作如下:（1）通过疲劳寿命理论的分析,确定影响涡轮轴疲劳寿命的材料性能参数。使用统计方式对材料性能参数的样本数据进行处理,利用假设检验和参数拟合的方法确定材料性能参数的随机分布。分析窗宽和核函数对核密度估计精度的影响,通过渐进积分均方误差的方法求解最优窗宽,并对材料性能参数随机分布进行估计。（2）针对涡轮轴的受载情况,采用有限元分析法分析涡轮轴的应力应变情况以获取薄弱环节处的应力应变值。分别使用Manson-Coffin公式和Paris公式预测涡轮轴裂纹萌生和扩展寿命。寻求不规则裂纹体形状因子的求解方法。最后,计算涡轮轴在各种工况条件下的概率寿命。（3）考虑蠕变对疲劳失效的影响,进行蠕变疲劳交互作用下的疲劳可靠性的建模与计算。基于疲劳蠕变寿命预测模型,采用Copula理论对蠕变疲劳失效的交互作用进行分析。针对不同可靠性指标下的疲劳可靠性建模方法,使用非线性累积损伤理论建立耦合多重损伤的疲劳可靠性模型,并应用于航空发动机涡轮轴的疲劳可靠性分析中。最后对疲劳寿命的影响因素进行灵敏度分析。
赵春阳[6]（2020）在《潜水器用钛合金材料疲劳裂纹扩展可靠性研究》文中提出大深度载人潜水器在复杂的海洋环境中会受到外部压力的作用,频繁的下潜和上浮的过程中将会引起结构应力的循环变化,除此之外,另有研究表明载人潜水器在大深度下保持恒定深度工作时还会受到连续的保载载荷,这些载荷的共同作用会加速耐压球壳的疲劳损伤,乃至产生裂纹从而无法保障科研人员及考察设备的安全性。裂纹的产生过程中有很多不确定因素的影响,传统的疲劳分析方法难以准确评估损伤情况。可靠性理论可以针对不确定性变量的分布特性进行描述,得到更加准确的评估。因此,对于潜水器耐压壳体材料进行疲劳可靠性的研究是至关重要的。目前,随着载人潜水器不断地挑战深海下潜极限,传统的耐压壳体制造材料高强度钢已不能满足其性能需要。钛合金具备了成熟的机械加工性能和优异的力学性能,是制造耐储压结构物的重要金属材料。但钛合金材料在受到诸多不确定因素影响后也会产生裂纹扩展现象,因此,将概率可靠性方法应用于钛合金疲劳分析领域,对于深海载人潜水器的疲劳设计及可靠性分析具有重要意义。本文基于断裂力学理论,采用了改进的Mc Evily和考虑了保载效应的疲劳模型与可靠性理论相结合的方式,分别建立了极限状态计算模型,得到了三种不同应力载荷比下的疲劳可靠度和失效概率,并对参数敏感性展开研究。初步开展了深海载人潜水器耐压壳用新型钛合金的疲劳可靠性和保载-疲劳可靠性的研究。本文主要研究内容如下:（1）总结归纳了海洋结构物疲劳寿命评估方法,包括了传统的疲劳累积损伤理论和基于断裂力学的裂纹扩展理论;介绍了可靠性理论及其发展历程,并对比分析了两种可靠性方法,一次二阶矩法和响应面法;（2）针对新型钛合金材料,开展力学性能、疲劳裂纹扩展速率和保载-疲劳裂纹扩展速率试验研究,获得了不同载荷比下裂纹扩展速率随应力强度因子变化规律及疲劳寿命的变化规律,为新型钛合金材料的疲劳和保载-疲劳可靠性分析奠定了试验研究基础;（3）基于改进的Mc Evily裂纹扩展模型,对模型中的不确定因素进行分析,并采用正态分布及威布尔分布函数对其不确定参数进行数据拟合,得到了主要的不确定参数的统计分布特征。依据断裂失效准则,结合可靠性理论建立了极限状态方程,分别采用一次二阶矩法和响应面法计算了不同应力比下的可靠度,并对各不确定性变量进行了参数敏感性研究。（4）基于疲劳和保载疲劳试验研究的基础上,考虑了保载载荷的裂纹扩展疲劳寿命情况,并根据断裂失效准则建立了极限状态方程,分别采用一次二阶矩法和响应面法进行可靠性计算,得到了不同应力比情况下的可靠度指标及失效概率。并开展了应力比R为0.3的不确定性参数敏感性分析,得到了随着变异系数的增加其可靠性逐渐降低的结论。最后对不同裂纹扩展模型下的疲劳可靠性进行对比分析,论证了考虑保载载荷对不确定性及可靠性的影响。本文采用将断裂力学裂纹扩展理论与可靠性理论相结合的方式,充分考虑了新材料各不确定性参数的特征分布情况。通过完成不确定参数的统计分布特征和敏感性分析,对新型钛合金疲劳裂纹扩展的可靠性研究进行了初步的探讨。
王泽[7]（2020）在《基于改进响应面法的叶片裂纹扩展寿命可靠性分析》文中研究指明在机械结构可靠性研究过程中,疲劳寿命可靠性的研究是一个难以忽视的研究目标,然而,可靠性分析时多因素、大样本导致计算效率低以及精确度差。为了改善这种情况,综合考虑工况条件、失效判据、边界条件,将可靠性理论、智能算法、响应面理论进行结合,分别提出思维进化-BP神经网络响应面法（Mind Evolutionary Algorithm&BP Response Surface Method,MEA-BPRSM）、受限玻尔兹曼机优化BP神经网络双重极值响应面法（Restricted Boltzmann Machine&BP Double Response Surface Method,RBMBPDRSM）、改进极值响应面法（即思维进化-BP神经网络极值响应面法（Mind Evolutionary Algorithm&BP Extremum Response Surface Method,MEABPERSM）和受限玻尔兹曼机-BP神经网络极值响应面法（Restricted Boltzmann Machine&BP Extremum Response Surface Method,RBMBPERSM））。以某型航空发动机涡轮叶片结构为研究对象,验证本文所提方法的有效性。（1）基于思维进化算法-BP神经网络响应面法。首先,以影响叶片疲劳寿命的相关参数作为输入随机变量,在热-结构耦合场中进行确定性仿真分析,得到叶片应力和应变分布规律;然后,以叶片疲劳寿命为输出响应,运用拉丁超立方抽样技术获取小样本数据组,训练建立MEA-BPRSM数学模型;最后,运用蒙特卡罗法抽取大批量样本,再用MEA-BPRSM对样本进行数据处理,将输出响应代入可靠性计算模型求解可靠性概率,得到叶片疲劳寿命综合可靠性概率为99.73%。（2）基于受限玻尔兹曼机-BP神经网络双重响应面法。首先,以影响叶片裂纹扩展相关参数作为输入随机变量,在热-结构耦合场中进行确定性分析,得到叶片的应力、应变分布规律,根据实验理论得到裂纹出现位置在应力最大处,进而仿真分析得到裂纹扩展不同阶段的应力强度因子;然后,利用拉丁超立方抽样技术获取小样本数据组,训练建立RBM-BPDRSM数学模型;最后,运用蒙特卡罗法抽取大批量样本,再用RBM-BPDRSM对样本进行数据处理,将输出响应代入可靠性计算模型求解可靠性概率,得到叶片I型裂纹扩展综合可靠性概率为99.68%,II型裂纹扩展综合可靠性概率为99.82%。（3）基于改进神经网络极值响应面法。首先,以影响叶片裂纹扩展寿命的相关参数为输入变量,通过确定性分析找到涡轮叶片裂纹扩展的应力、应变分布规律,以叶片裂纹扩展寿命作为输出响应,将动态输出响应在分析时域内的全部最小值作为新的输出响应,得到小样本数据组,将数据进行归一化处理;然后,利用小样本数据组训练分别建立MEA-BPERSM和RBMBPERSM数学模型;最后,运用蒙特卡罗法抽取大批量样本,分别用MEABPERSM和RBM-BPERSM对样本进行数据处理,将输出响应代入可靠性计算模型求解可靠性概率,得到MEA-BPRSM和RBM-BPERSM计算叶片裂纹扩展寿命综合可靠性概率分别为99.81%,99.69%。
辛华[8]（2019）在《机采井设备抽油机杆管泵寿命预测模型及可靠性分析》文中研究指明近些年由于计算机的迅猛发展,数据挖掘、机器学习、人工智能等新兴科学已经逐渐走进各行各业。基于大量数据探索新模型、采用现代技术进行参数求解、实现模型的多领域应用已被广泛发展起来。自1960年大庆油田开发以来,已接近60年。由于地壳运动、设备逐年老化等一系列客观原因,设备磨损程度呈上升趋势,故障频发,油田相关部门储备了大量的油田设备信息数据有待利用和研究。用数据说话建立智能油田已经势在必行。本文基于油田近十年积累的大量的有效数据,针对油田机械重要元件设备进行可靠性分析研究。从统计学角度出发建立一般化模型,采用适用于由元件疲劳及磨损原因导致的失效的广义半正态分布GHN（Generalized Half Normal）模型以及工业界普遍应用的伯尔分布Burr-Ⅻ模型,对于模型参数的最大似然估计和贝叶斯估计,采用MH-MCMC（Metropolis Hastings Monte Carlo Markov Chain）方法、粒子群算法PSO（Particle Swarm Optimization）、遗传算法 GA（Genetic Algorithm）、差分进化算法DE（Differential Evolution）等多种方法求解模型参数,通过蒙特卡罗仿真模拟检验模型的有效性。最终将模型应用于油田设备,得出抽油杆、油管、抽油泵的寿命分布规律,实现机采设备的可靠性分析。理论结果和实际数据的高度拟合说明了所建模型的合理性。结论对油田元件的可靠性分析提供了一定的理论依据,具有一定的工程应用价值。依据现场的数据,对大庆某区块抽油杆、油管、抽油泵的故障进行了统计分析,分别建立了杆、管、泵的故障树。采用广义半正态分布模型以及伯尔分布模型分别对其进行寿命预测分析及可靠性研究。本论文主要研究了以下内容:首先,根据抽油杆故障原因及失效形式,建立了抽油杆故障树。基于逐步型Ⅰ区间设限抽样,建立了 2pBurr-Ⅻ分布抽油杆寿命预测模型,采用差分进化算法和拟牛顿法,确定了两参数的最大似然估计值,并由蒙特卡罗仿真进行评估模拟。根据油田抽油杆失效数据,计算出不同工况条件下抽油杆寿命预测模型,同时对抽油杆进行了可靠性分析,为相关部门后期维护提供一定的理论参考。考虑到数据将逐年增加,为提高模型的准确性,因此将模型扩展到3pBurr-Ⅻ分布模型。其次,研究了油管故障原因及失效形式,建立了油管故障树。基于混合设限抽样方案,建立了广义半正态GHN（Generalized Half Normal）油管寿命预测模型,采用差分进化算法和遗传算法确定了油管广义半正态分布模型的参数估计值,通过蒙特卡罗仿真,比较遗传算法和差分进化算法的统计性能。利用现场数据,计算出油管寿命分布模型,并对油管进行了可靠性分析。最终将模型扩展到双截断广义半正态加速模型DTGHN（Double-Truncated Generalized Half Normal）。利用 MH-MCMC 算法实现参数求解过程,采用bootstrap的百分位法获得分布分位数的置信区间。最后,研究了抽油泵故障原因及失效形式,建立了抽油泵故障树。提出基于具有担保补偿政策的贝叶斯方案的抽油泵寿命预测模型。对于最优的抽样计划,当寿命分布服从3pBurr-Ⅻ分布时,提出的方案比目前现存的方案需要较少的假设。在经验贝叶斯过程中,采用牛顿-拉普森方法,粒子群算法和遗传算法来寻找贝叶斯模型参数的可靠性估计。获得的估计分别定义为QN-EB,PSO-EB和GA-EB。利用蒙特卡罗仿真进行性能的评价。最后对抽油泵进行可靠性分析,为油田部门提供预防性检泵策略。考虑到后期研究需要,将模型扩展到加速三参数Burr-Ⅻ模型。采用粒子群算法PSO（Particle Swarm Optimization）获得3pBurr-Ⅻ分布中参数的最大似然估计,并定义为PSO-MLE。
宋京京[9]（2019）在《轨道车辆服役结构可靠性分析》文中提出轨道交通作为低能耗、少污染的和谐绿色交通工具,其优点众所周知,但公众最为关心的则是其安全可靠性问题。车辆在服役过程中经常面临启动与制动、难以避免的超载和日常线路维护不善等问题,在长期运行后车辆关键结构的安全可靠性将会下降,为保证运行的安全可靠性,对轨道车辆服役结构进行可靠性研究显得极为重要,转向架是保证轨道车辆运行安全的关键部件,构架作为转向架的骨架,在转向架结构中处于核心位置,同时也是安装其它零部件的基础。但是由于服役环境、线路状况和焊接接头形式的复杂性使其成为结构失效的主要区域。本论文以CRH3高速动车组转向架构架为研究对象,主要进行了以下研究工作:首先,利用Hypermesh软件建立构架有限元模型,导入ANSYS软件对构架进行静强度分析,得到构架在15种工况下最大Von.Mises应力值及其发生位置,并将仿真得到的应力值与该部位材料的许用应力相比较,完成转向架构架的静强度校核。基于静强度计算结果,利用Goodman疲劳极限法对构架应力较大部位进行疲劳强度校核。根据UIC标准对转向架构架进行疲劳加载,利用ⅡW标准评估构架疲劳强度。结果表明该构架满足静强度和疲劳强度要求。其次,以BS7910标准中的二级评定准则为参考,对转向架构架的断裂安全评定方法进行研究。基于构架静强度和疲劳仿真分析结果,假设构架某焊缝危险点处存在初始缺陷,评定该构架焊缝危险点处的安全性;根据该构架结构不同焊缝位置和不同裂纹长宽比a/c,基于FAD失效评定图技术研究焊缝缺陷裂纹扩展规律,得出影响构架结构安全性的主要因素有裂纹长宽比a/c、应力幅值、板厚和材料属性。再次,基于断裂力学裂纹扩展理论和线性累积损伤理论,采用一阶Paris曲线与二阶Paris曲线两种方法对含有不同初始缺陷的构架结构进行剩余寿命预测,并得到当构架结构裂纹尺寸接近10mm时,裂纹扩展速率会急剧增加,此时应加强对转向架工作状态的严密监控和及时维护。最后,基于断裂力学裂纹扩展理论和可靠性理论对构架进行疲劳可靠性分析,建立裂纹长度模型,确定随机变量及分布后,利用Python软件编写程序计算不同循环次数下构架的可靠度。研究服役结构的安全性和可靠性不仅是评价轨道车辆运行安全的重要参考,对我国轨道车辆的发展具有十分重要的工程价值。
曾光[10]（2019）在《泵车臂架结构不确定性度量与可靠性分析》文中研究指明臂架是混凝土泵车的关键作业部件和主承载部件,为液压驱动的多关节可变构型细长柔性杆系,承受复杂交变的外界动态载荷,动态载荷引起的动力响应是泵车臂架结构失效的关键原因。自上个世纪70年代泵车发明以来,国内外泵车设计规范在考虑动态载荷对臂架结构的影响时,都采用动载系数法,即臂架水平姿态下,在结构自重载荷和混凝土载荷上乘以相应的动载系数,用静力法来等效代替真正的动力学效应,由于动态载荷的不确定性和泵车臂架多关节结构的不确定性,这种方法并不能准确反映出臂架在实际作业中的安全状况。针对上述问题,现有可靠性研究多基于概率假设,采用抗疲劳设计方法,对泵车样机在实际作业中的动态应力谱进行实验测试采集,拟合扩展动态载荷谱并开展臂架系统的疲劳试验,通过随机过程描述载荷与结构的不确定性,依据试验结果来修改结构设计。此类方法以参数的概率分布函数为前提,要求获得大量的实验数据样本,设计与试验周期长、成本高;不同于概率密度信息,不确定参数取值范围的界定通常则相对容易,所要求的参数样本量也较小。因此,近几十年来,基于非概率及概率方法的不确定性结构分析方法得到了国内外学者越来越多的关注和研究,且在方便性和经济性等方面逐渐体现出一定的优势,有望在以泵车臂架为代表的多关节柔性机械臂可靠性分析中发挥巨大的作用。基于不确定性理论,本文充分考虑泵车臂架结构中的不确定性,对臂架结构中的不确定性因素进行有效度量,并基于此开展臂架的结构可靠性分析。针对泵车多关节臂架结构的姿态不确定性和动态载荷频率不确定性进行建模,并基于混合不确定性分析方法,研究了泵车臂架结构的共振可靠性;以区间过程模型对混凝土流经臂架管道引起的摩擦力进行度量,进而开展非随机振动分析获得了臂架振动的动态响应边界;考虑臂架结构初始裂纹长度和断裂韧性的随机性,开展泵车臂架结构的概率损伤容限分析,对其疲劳可靠性进行预测。所开展和完成的主要工作如下:（1）建立了泵车臂架结构有限元动力学模型与混凝土流动冲击载荷模型,发展了特定构型、特定动态载荷下泵车臂架动态响应的计算方法,并开展实验测试对有限元模型的精度进行了验证。通过多构型的臂架模态实验验证了臂架结构动力学模型的有效性;通过多工况的泵送系统实验获得了较为准确的混凝土流速、泵送频率和换向时间,并据此推导确定了混凝土的流动冲击载荷;通过多档位的臂架动态响应实验验证了泵车臂架动态响应计算的有效性。（2）基于概率-区间混合可靠性分析方法,针对工程机械结构参数的随机性和有界特性,提出了多关节柔性机械臂的振动可靠性分析方法,可对机械臂共振的失效概率进行区间估计。对泵车臂架的结构不确定性和动态载荷不确定性进行了描述,根据臂架和载荷不确定参数的信息完备程度不同,通过概率变量和区间变量对不确定参数进行度量。在泵车臂架可变构型范围空间内建立动力学特性变量关于构型不确定性参量的响应面函数,并基于构型-动力学特性响应面函数及激励载荷情况,建立概率-区间混合的振动可靠性分析模型,采用迭代解耦方法进行了振动可靠性求解。（3）通过引入区间过程描述泵车臂架动态激励的不确定性,发展出一种机械臂架结构非随机振动分析方法,获得了结构动态响应的上下边界信息。在非随机振动分析中,臂架系统由有限元动力学模型描述,避免了复杂的动力学微分方程推导和求解;动态不确定载荷参数由区间过程描述,仅要求获得动态不确定激励的波动上下边界,避免了对大量样本数据的依赖。动态响应上下边界的计算则基于结构单位脉冲响应,并利用卷积积分及区间过程的相关性质获得。（4）以线弹性断裂力学为基础,利用子模型技术对泵车臂架上已存裂纹缺陷及扩展断裂进行仿真分析,从而对其进行裂纹扩展分析并实现损伤容限可靠性预测。对泵车臂架局部危险区域进行了高精度有限元建模,采用全局模型和子模型相结合的方法模拟了臂架的裂纹扩展行为,并预测了相应的裂纹扩展路径及裂纹扩展寿命。
二、疲劳裂纹扩展可靠性分析的N-J模型方法（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、疲劳裂纹扩展可靠性分析的N-J模型方法（论文提纲范文）
（1）基于模糊综合评价法的可控震源振动器平板疲劳可靠性分析与优化（论文提纲范文）
| 1 可控震源振动器平板动力学分析 |
| 1.1 可控震源振动器的结构 |
| 1.2 平板动力学仿真正交试验设计 |
| 1.3 平板动力学仿真分析 |
| 1.4 平板动力学仿真结果及分析 |
| 1.4.1 平板疲劳关键部位确定 |
| 1.4.2 平板疲劳关键部位应力分析 |
| 1.5 平板疲劳关键部位热点应力响应函数的确定 |
| 1.5.1 热点应力响应函数的建立 |
| 1.5.2 热点应力响应函数系数的确定 |
| 2 复杂工况下振动器平板的疲劳寿命预测 |
| 2.1 基于S—N曲线法的疲劳寿命预测 |
| 2.1.1 平板试件的S—N曲线拟合 |
| 2.1.2 平板试件的S—N曲线修正 |
| 2.1.3 基于S—N曲线法的平板疲劳寿命预测模型 |
| 2.2 基于断裂力学法的疲劳寿命预测 |
| 3 传统的振动器平板疲劳可靠性分析方法 |
| 3.1 基于S—N曲线法的平板疲劳可靠性分析 |
| 3.1.1 平板疲劳可靠性计算参数确定 |
| 3.1.2 基于S—N曲线法的极限状态函数确定 |
| 3.1.3 基于S—N曲线法的平板疲劳失效概率计算 |
| 3.2 基于断裂力学法的平板疲劳可靠性分析 |
| 3.2.1 平板疲劳裂纹扩展的影响因素的分布类型确定 |
| 3.2.2 基于断裂力学法的极限状态函数确定 |
| 3.2.3 基于断裂力学法的平板疲劳失效概率计算 |
| 4 基于模糊综合评价法的振动器平板疲劳可靠性分析 |
| 4.1 建立因素集 |
| 4.2 建立权重矩阵 |
| 4.3 建立模糊矩阵 |
| 4.4 建立模糊综合评价矩阵 |
| 4.5 疲劳可靠性模糊综合评价 |
| 5 振动器平板的疲劳可靠性优化设计 |
| 5.1 基于S—N曲线法的平板可靠性优化设计 |
| 5.2 基于断裂力学法的平板疲劳可靠性优化设计 |
| 6 结论 |
（2）高温结构蠕变疲劳寿命设计方法:从材料到结构（论文提纲范文）
| 0前言 |
| 1 蠕变疲劳交互作用概述 |
| 1.1 单一机制的蠕变和低周疲劳 |
| 1.2 蠕变疲劳交互作用 |
| 1.3 复杂加载波形下的蠕变疲劳损伤机理 |
| 2 基于材料的蠕变疲劳寿命预测方法 |
| 2.1 现存主要寿命预测模型方法的演绎历程 |
| 2.2 基于Manson-Coffin方程发展的主要模型 |
| 2.3 基于区分方法发展的主要模型 |
| 2.4 基于线性损伤累积准则发展的主要模型 |
| 3 基于高温结构的蠕变疲劳寿命设计 |
| 3.1 高温结构蠕变疲劳寿命设计概述 |
| 3.2 蠕变疲劳应力应变行为研究 |
| 3.3 多轴应力状态下的蠕变和疲劳损伤 |
| 3.4 基于蠕变疲劳损伤交互图的寿命设计 |
| 4 不确定性方法 |
| 4.1 蠕变疲劳可靠性分析概述 |
| 4.2 蠕变疲劳裂纹萌生不确定性分析 |
| 4.3 蠕变疲劳裂纹扩展不确定性分析 |
| 5 结论和展望 |
（3）设置悬挂吊车平板网架结构的疲劳载荷谱及疲劳寿命研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外疲劳问题的研究进展 |
| 1.2.1 疲劳问题研究回顾与现状 |
| 1.2.2 疲劳寿命评估研究 |
| 1.2.3 疲劳载荷谱研究 |
| 1.2.4 疲劳可靠性研究 |
| 1.3 网架结构疲劳问题的研究进展 |
| 1.3.1 网架结构疲劳性能的研究进展 |
| 1.3.2 网架结构疲劳研究存在的问题 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 设置悬挂吊车网架结构的应力实测与有限元分析 |
| 2.1 网架结构的基本概况 |
| 2.2 网架结构受力分析 |
| 2.2.1 基本设计参数 |
| 2.2.2 有限元模型建立 |
| 2.2.3 计算结果分析 |
| 2.3 网架结构的应力实测方案 |
| 2.3.1 应力测点布置 |
| 2.3.2 数据采集系统 |
| 2.3.3 应变传感器安装 |
| 2.3.4 现场测试与数据采集 |
| 2.4 网架结构的应力实测数据分析 |
| 2.4.1 吊车空载运行工况 |
| 2.4.2 吊车负重运行工况 |
| 2.4.3 吊车组合作业工况 |
| 2.4.4 吊车起吊和卸载工况 |
| 2.4.5 吊车刹车制动工况 |
| 2.4.6 邻跨吊车作业工况 |
| 2.5 吊车荷载作用下网架结构的有限元分析 |
| 2.5.1 网架结构的悬挂吊车荷载效应 |
| 2.5.2 吊车荷载的计算与模拟 |
| 2.5.3 有限元分析及验证 |
| 2.5.4 吊重增大后网架结构的应力分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 设置悬挂吊车网架结构的疲劳载荷谱编制与理论分析 |
| 3.1 疲劳载荷数据的测取 |
| 3.2 载荷谱编制对象的确定 |
| 3.3 载荷数据处理与统计分析 |
| 3.3.1 载荷时间历程的压缩处理 |
| 3.3.2 载荷时间历程的平稳性检验 |
| 3.3.3 基于雨流计数法的统计计数 |
| 3.3.4 载荷幅均值的概率分布及检验 |
| 3.4 疲劳载荷谱的编制 |
| 3.4.1 极值荷载的确定 |
| 3.4.2 二维载荷谱编制 |
| 3.4.3 程序载荷谱编制 |
| 3.5 网架结构疲劳应力频值谱的理论分析 |
| 3.5.1 吊车载荷现场调查与统计分析 |
| 3.5.2 疲劳应力的数值计算与分析 |
| 3.5.3 网架结构的疲劳应力频值谱 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 螺栓球节点中M30 高强螺栓的疲劳性能试验研究 |
| 4.1 M30 高强螺栓的常幅疲劳性能试验 |
| 4.1.1 疲劳试件设计 |
| 4.1.2 高强螺栓的材料性能 |
| 4.1.3 试验设备及方法 |
| 4.1.4 试验结果与分析 |
| 4.1.5 疲劳失效机理分析 |
| 4.1.6 高周疲劳损伤模型 |
| 4.1.7 试验结果与规范值对比 |
| 4.2 M30 高强螺栓的变幅疲劳性能试验 |
| 4.2.1 疲劳试件 |
| 4.2.2 试验加载方案 |
| 4.2.3 变幅疲劳试验结果 |
| 4.2.4 变幅疲劳损伤 |
| 4.2.5 变幅疲劳S-N曲线 |
| 4.3 M30 高强螺栓欠拧的常幅疲劳性能试验 |
| 4.3.1 试验设计 |
| 4.3.2 试验加载方案 |
| 4.3.3 疲劳破坏形式 |
| 4.3.4 试验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 螺栓球节点中高强度螺栓连接的疲劳寿命评估 |
| 5.1 高强螺栓的应力集中系数 |
| 5.1.1 V型切口的应力集中系数 |
| 5.1.2 高强螺栓应力集中的有限元分析 |
| 5.1.3 高强螺栓的应力集中系数 |
| 5.1.4 高强螺栓应力集中系数的参数分析 |
| 5.1.5 高强螺栓的疲劳缺口系数 |
| 5.2 S-N曲线法 |
| 5.2.1 光滑试件的S-N曲线估算 |
| 5.2.2 平均应力对疲劳寿命的影响 |
| 5.2.3 缺口效应对疲劳强度的影响 |
| 5.2.4 基于S-N曲线法的高强螺栓疲劳寿命评估 |
| 5.2.5 修正的S-N曲线法 |
| 5.3 局部应力应变法(LSA) |
| 5.3.1 概述 |
| 5.3.2 基于LSA的高强螺栓疲劳寿命评估 |
| 5.3.3 修正的局部应力应变法 |
| 5.4 损伤容限设计法(DTDM) |
| 5.4.1 应力强度因子和断裂韧性 |
| 5.4.2 疲劳裂纹扩展速率模型 |
| 5.4.3 高强螺栓裂纹扩展参数确定 |
| 5.4.4 基于DTDM的高强螺栓疲劳寿命评估 |
| 5.5 三种疲劳寿命评估方法对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 设置悬挂吊车网架结构的疲劳寿命及可靠性分析 |
| 6.1 基于累积损伤理论的网架结构疲劳寿命评估 |
| 6.1.1 焊接空心球节点连接的疲劳寿命评估 |
| 6.1.2 螺栓球节点高强螺栓连接的疲劳寿命评估 |
| 6.1.3 考虑吊车荷载增大后网架结构的疲劳寿命评估 |
| 6.2 基于累积损伤理论的网架结构疲劳可靠性分析 |
| 6.2.1 网架结构的疲劳极限状态方程 |
| 6.2.2 随机变量的概率分布特性 |
| 6.2.3 疲劳可靠度指标的计算方法 |
| 6.2.4 设置悬挂吊车的网架结构疲劳可靠度分析 |
| 6.2.5 考虑吊车运行频率增长的网架结构疲劳可靠度分析 |
| 6.2.6 考虑吊车荷载增大的网架结构疲劳可靠度分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）用于潜水器耐压壳疲劳寿命预报的小时间域保载疲劳裂纹扩展模型研究（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 研究现状 |
| 1.2.1 疲劳裂纹扩展模型研究现状 |
| 1.2.2 室温蠕变研究现状 |
| 1.2.3 耐压球壳疲劳可靠性研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 理论基础 |
| 2.1 线性断裂理论 |
| 2.1.1 Ⅰ型裂纹尖端应力场和位移场 |
| 2.1.2 应力强度因子 |
| 2.2 裂纹尖端塑性区大小 |
| 2.3 裂纹尖端张口理论(CTOD) |
| 2.4 疲劳可靠度分析方法 |
| 2.4.1 Mont Carlo法(MCM) |
| 2.4.2 一阶可靠性法 |
| 2.4.3 二阶可靠度法 |
| 2.4.4 响应面法 |
| 2.4.5 神经网络法 |
| 第三章 小时间域疲劳裂纹扩展模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 小时间域裂纹扩展模型建立 |
| 3.2.1 增量的裂纹扩展动力学 |
| 3.2.2 应力水平值在常幅载荷下的计算 |
| 3.2.3 应力水平值在变幅载荷下的计算 |
| 3.2.4 小时间域裂纹扩展模型的建立 |
| 3.3 模型实用性验证 |
| 3.3.1 常幅载荷的验证 |
| 3.3.2 超载载荷的验证 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 小时间域保载疲劳裂纹扩展模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 小时间域保载疲劳裂纹扩展模型的建立 |
| 4.3 小时间域保载疲劳裂纹扩展模型的验证 |
| 4.4 小时间域保载疲劳裂纹扩展模型各参数灵敏度分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 小时间域裂纹扩展模型可靠性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料力学性能一般分布特性 |
| 5.3 材料参数对裂纹扩展速率的影响 |
| 5.4 小时间域保载疲劳裂纹模型的可靠性分析 |
| 5.4.1 所选材料参数与分布情况 |
| 5.4.2 可靠度分析方法 |
| 5.4.2.1 JC法 |
| 5.4.2.2 ESORM算法 |
| 5.4.3 三种算法结果的比较 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 小时间域保载疲劳裂纹扩展模型的运用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 裂纹初始长度的确定 |
| 6.3 模型参数的确定 |
| 6.3.1 材料参数的确定 |
| 6.3.2 加载阶段模型参数的确定 |
| 6.3.3 保载阶段模型参数的确定 |
| 6.4 模型在大深度载人潜水器中的运用 |
| 6.4.1 应力强度因子的计算 |
| 6.4.2 载荷次序的确定 |
| 6.4.3 大深度潜水器寿命的计算 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 内容总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文与软件着作权 |
| 致谢 |
（5）航空发动机涡轮轴概率疲劳寿命预测与可靠性分析（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 机械疲劳特点 |
| 1.3 研究状况 |
| 1.3.1 疲劳寿命预测国内外研究状况 |
| 1.3.2 疲劳可靠性分析国内外研究状况 |
| 1.4 论文的主要研究工作 |
| 第二章 涡轮轴材料性能参数随机分布表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 涡轮轴材料性能参数的不确定性 |
| 2.3 涡轮轴材料性能参数统计推断方法 |
| 2.3.1 随机变量的描述性统计量 |
| 2.3.2 分布的假设检验与参数拟合 |
| 2.3.3 裂纹扩展性能参数的分布估计 |
| 2.4 涡轮轴材料性能参数的核密度估计方法 |
| 2.4.1 核密度估计法 |
| 2.4.2 窗宽最优原则 |
| 2.4.3 案例分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 涡轮轴概率疲劳寿命预测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 涡轮轴的应力应变分析 |
| 3.2.1 涡轮轴三维模型 |
| 3.2.2 涡轮轴的材料属性 |
| 3.2.3 涡轮轴的网格划分 |
| 3.2.4 涡轮轴有限元分析结果 |
| 3.3 疲劳裂纹萌生寿命预测 |
| 3.4 裂纹扩展寿命预测 |
| 3.4.1 形状因子的求解 |
| 3.4.2 裂纹扩展模型 |
| 3.5 涡轮轴概率疲劳寿命分布 |
| 3.5.1 涡轮轴概率寿命表示方法 |
| 3.5.2 案例分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 考虑失效相关疲劳可靠性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 蠕变寿命预测与可靠性评估 |
| 4.3 基于Copula理论的疲劳蠕变可靠性分析 |
| 4.3.1 Copula理论基础 |
| 4.3.2 基于Copula的疲劳蠕变交互作用分析 |
| 4.3.3 考虑蠕变疲劳交互作用的可靠性建模 |
| 4.4 基于非线性累积损伤的疲劳蠕变交互作用分析 |
| 4.4.1 疲劳损伤与蠕变损伤的交互作用 |
| 4.4.2 耦合多重损伤的可靠性建模 |
| 4.5 案例分析 |
| 4.5.1 参数随机性对可靠性的影响 |
| 4.5.2 考虑失效相关性的涡轮轴可靠性 |
| 4.5.3 涡轮轴寿命灵敏度分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间参加的科研项目与取得的成果 |
（6）潜水器用钛合金材料疲劳裂纹扩展可靠性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 金属疲劳现象研究概况 |
| 1.2.2 基于累积疲劳损伤的理论方法 |
| 1.2.3 疲劳裂纹扩展理论的研究概况 |
| 1.2.4 保载-疲劳裂纹扩展理论的研究概况 |
| 1.2.5 疲劳可靠性的发展概况 |
| 1.3 本论文主要研究内容与创新点 |
| 1.3.1 本文研究内容与方法 |
| 1.3.2 本文主要创新点 |
| 第2章 疲劳可靠性理论及分析方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 疲劳可靠性理论 |
| 2.2.1 可靠性理论及分析流程 |
| 2.2.2 结构功能函数 |
| 2.2.3 可靠性指标 |
| 2.2.4 可靠性模型 |
| 2.3 疲劳可靠性分析方法 |
| 2.3.1 一次二阶矩法 |
| 2.3.2 响应面法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 新型钛合金疲劳裂纹扩展改进模型参数的统计分布特征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 新型钛合金化学成分及材料性能特点 |
| 3.2.1 化学成分试验 |
| 3.2.2 新型钛合金材料力学性能 |
| 3.3 新型钛合金材料的疲劳裂纹扩展速率试验研究 |
| 3.3.1 新型钛合金疲劳裂纹扩展速率试验 |
| 3.3.2 疲劳裂纹扩展速率试验结果的对比分析 |
| 3.4 疲劳裂纹扩展模型不确定因素及参数分析 |
| 3.4.1 改进的Mc Evily疲劳裂纹扩展模型 |
| 3.4.2 不确定性参数分析 |
| 3.5 改进的Mc Evily模型参数的统计分布特征 |
| 3.5.1 基于正态分布的参数拟合 |
| 3.5.2 基于威布尔分布的参数拟合 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 新型钛合金基于疲劳裂纹扩展模型的可靠性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于Paris裂纹扩展模型的疲劳可靠性 |
| 4.2.1 极限状态方程的建立 |
| 4.2.2 疲劳可靠性分析 |
| 4.3 基于改进的Mc Evily裂纹扩展修正模型的疲劳可靠性 |
| 4.3.1 极限状态方程的建立 |
| 4.3.2 疲劳可靠性分析 |
| 4.3.3 可靠性参数敏感性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 新型钛合金基于保载-疲劳裂纹扩展模型的可靠性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 新型钛合金保载-疲劳裂纹扩展速率试验 |
| 5.2.1 新型钛合金保载-疲劳裂纹扩展速率试验 |
| 5.2.2 保载-疲劳裂纹扩展速率试验结果 |
| 5.3 新型钛合金基于保载-疲劳裂纹扩展模型的可靠性 |
| 5.3.1 保载-疲劳裂纹扩展模型 |
| 5.3.2 极限状态方程的建立 |
| 5.3.3 保载-疲劳可靠性分析 |
| 5.3.4 可靠性参数敏感性分析 |
| 5.4 裂纹扩展模型的可靠性对比分析 |
| 5.4.1 不同应力比下的可靠性 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（7）基于改进响应面法的叶片裂纹扩展寿命可靠性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究和发展现状 |
| 1.2.1 可靠性分析研究现状 |
| 1.2.2 响应面法研究现状 |
| 1.2.3 疲劳裂纹扩展寿命研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 基于MEA-BP响应面法涡轮叶片疲劳寿命可靠性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 MEA-BPRSM方法理论 |
| 2.2.1 思维进化算法 |
| 2.2.2 BP神经网络模型 |
| 2.2.3 响应面法理论 |
| 2.2.4 MEA-BP神经网络响应面法的基本思想 |
| 2.3 疲劳寿命可靠性分析基本理论 |
| 2.3.1 热-结构耦合分析理论 |
| 2.3.2 低循环疲劳寿命分析理论 |
| 2.3.3 可靠度计算数学模型 |
| 2.4 低周疲劳寿命可靠性分析算例 |
| 2.4.1 涡轮叶片疲劳寿命确定性分析 |
| 2.4.2 MEA-BPRSM的叶片疲劳寿命数学模型 |
| 2.4.3 MEA-BPRSM的叶片疲劳寿命可靠性分析 |
| 2.4.4 叶片疲劳寿命可靠性分析方法比较 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于RBM-BP双重响应面法涡轮叶片裂纹扩展可靠性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 RBM-BPDRSM方法理论 |
| 3.2.1 BP神经网络双重响应面法 |
| 3.2.2 受限玻尔兹曼机(RBM)神经网络 |
| 3.2.3 RBM-BP神经网络双重响应面法基本思想 |
| 3.3 裂纹扩展基本理论 |
| 3.4 算例分析 |
| 3.4.1 涡轮叶片裂纹扩展确定性分析 |
| 3.4.2 RBM-BPDRSM的叶片裂纹扩展可靠性数学模型 |
| 3.4.3 RBM-BPDRSM的叶片裂纹扩展应力强度因子可靠性分析 |
| 3.4.4 叶片裂纹扩展可靠性分析方法比较 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于改进极值响应面法涡轮叶片裂纹扩展寿命可靠性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 研究方法的基本理论 |
| 4.2.1 极值响应面理论 |
| 4.2.2 MEA-BPERSM神经网络极值响应面法基本思想 |
| 4.2.3 RBM-BPERSM神经网络极值响应面法基本思想 |
| 4.3 裂纹扩展寿命理论 |
| 4.4 涡轮叶片裂纹扩展寿命算例分析 |
| 4.4.1 涡轮叶片裂纹扩展寿命确定性分析 |
| 4.4.2 基于MEA-BPERSM的叶片疲劳裂纹扩展寿命数学模型 |
| 4.4.3 基于MEA-BPERSM的叶片疲劳裂纹扩展寿命可靠性分析 |
| 4.4.4 基于RBM-BPERSM的叶片疲劳裂纹扩展寿命数学模型 |
| 4.4.5 基于RBM-BPERSM的叶片疲劳裂纹扩展寿命可靠性分析 |
| 4.5 本章方法比较分析 |
| 4.5.1 对MEA-BPERSM的验证 |
| 4.5.2 对RBM-BPERSM的验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及专利 |
| 致谢 |
（8）机采井设备抽油机杆管泵寿命预测模型及可靠性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 Burr-Ⅻ分布和广义半正态分布发展状况 |
| 1.2.2 机采井设备杆管泵可靠性分析的相关研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 主要技术路线 |
| 第二章 机采井设备杆管泵系统故障分析 |
| 2.1 杆管泵系统故障分析 |
| 2.1.1 抽油杆故障分析 |
| 2.1.2 油管故障分析 |
| 2.1.3 抽油泵故障分析 |
| 2.2 杆管泵系统故障树 |
| 2.3 某区块杆管泵故障统计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于型Ⅰ设限条件下2pBurr-Ⅻ分布模型的抽油杆可靠性分析 |
| 3.1 某区块机采井设备抽油杆故障统计分析 |
| 3.2 基于逐步回归型Ⅰ区间设限条件下2pBurr-Ⅻ分布模型 |
| 3.2.1 差分进化算法 |
| 3.2.2 模型参数估计 |
| 3.2.3 仿真模拟及性能比较 |
| 3.3 抽油杆寿命预测及可靠性分析 |
| 3.3.1 基于2pBurr-Ⅻ分布模型抽油杆寿命预测 |
| 3.3.2 基于2pBurr-Ⅻ分布模型抽油杆可靠性分析 |
| 3.4 模型扩展 |
| 3.4.1 MH-MCMC算法 |
| 3.4.2 基于型Ⅱ设限抽样条件下3pBurr-Ⅻ分布模型参数估计 |
| 3.4.3 仿真模拟与性能比较 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于混合设限条件下广义半正态分布模型油管可靠性分析 |
| 4.1 某区块机采井设备油管故障统计分析 |
| 4.2 基于混合设限下广义半正态分布模型 |
| 4.2.1 遗传算法 |
| 4.2.2 模型参数估计 |
| 4.2.3 仿真模拟及性能比较 |
| 4.3 油管寿命预测及可靠性分析 |
| 4.3.1 基于广义半正态分布模型油管寿命预测 |
| 4.3.2 基于广义半正态分布模型油管可靠性分析 |
| 4.4 模型扩展 |
| 4.4.1 双截断广义半正态分布的加速模型 |
| 4.4.2 区间估计的bootstrap方法 |
| 4.4.3 仿真模拟与性能比较 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于补偿验收方案模型贝叶斯推断的抽油泵可靠性分析 |
| 5.1 某区块机采井设备抽油泵故障统计分析 |
| 5.2 具有补偿政策的3pBurr-Ⅻ分布模型 |
| 5.2.1 补偿验收抽样方案寿命试验 |
| 5.2.2 模型参数估计 |
| 5.2.3 仿真模拟及性能比较 |
| 5.3 抽油泵寿命预测及可靠性分析 |
| 5.3.1 基于3pBurr-Ⅻ分布模型抽油泵寿命预测 |
| 5.3.2 基于3pBurr-Ⅻ分布模型抽油泵可靠性分析 |
| 5.4 模型扩展 |
| 5.4.1 粒子群算法基本原理 |
| 5.4.2 型Ⅰ设限下3pBurr-Ⅻ加速模型 |
| 5.4.3 仿真模拟及性能比较 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（9）轨道车辆服役结构可靠性分析（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 国内外研究现状 |
| 1.2.1 含裂纹结构研究现状 |
| 1.2.2 含裂纹结构剩余寿命评估研究现状 |
| 1.2.3 轨道车辆可靠性研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.3.1 课题研究内容 |
| 1.3.2 论文的技术路线 |
| 第二章 含裂纹结构安全性评估方法 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 结构完整性评定方法 |
| 2.3 含裂纹结构安全评定准则BS7910 |
| 2.3.1 一级评估 |
| 2.3.2 二级评估 |
| 2.3.3 三级评估 |
| 2.4 含裂纹结构剩余寿命评估方法 |
| 2.4.1 断裂力学基本理论 |
| 2.4.2 疲劳裂纹扩展规律 |
| 2.4.3 临界裂纹 |
| 2.4.4 疲劳裂纹扩展寿命的估算 |
| 本章小结 |
| 第三章 转向架构架强度分析 |
| 3.1 构架结构简介 |
| 3.2 构架有限元模型及加载标准 |
| 3.2.1 构架有限元模型 |
| 3.2.2 构架加载标准及工况选取 |
| 3.3 构架静强度结果分析 |
| 3.3.1 构架静强度评定准则 |
| 3.3.2 构架特殊工况计算 |
| 3.3.3 构架模拟运营工况计算 |
| 3.4 构架疲劳强度校核 |
| 3.4.1 Goodman疲劳极限图 |
| 3.4.2 疲劳评估点的选取 |
| 3.5 UIC疲劳加载标准 |
| 3.5.1 疲劳试验载荷的计算 |
| 3.5.2 疲劳试验载荷加载方式 |
| 3.5.3 疲劳计算结果 |
| 3.5.4 ⅡW评估 |
| 本章小结 |
| 第四章 焊缝缺陷安全评估 |
| 4.1 构架含缺陷结构的断裂评定 |
| 4.1.1 断裂评估流程 |
| 4.1.2 缺陷规则化 |
| 4.1.3 裂纹位置及参数 |
| 4.1.4 裂纹应力分析 |
| 4.1.5 选择评估标准 |
| 4.1.6 FAD评定 |
| 4.2 焊缝缺陷裂纹扩展规律研究 |
| 4.2.1 裂纹位置及参数 |
| 4.2.2 裂纹应力分析 |
| 4.2.3 结果分析 |
| 本章小结 |
| 第五章 含初始缺陷构架剩余寿命预测 |
| 5.1 疲劳寿命评定流程 |
| 5.2 评估位置选择 |
| 5.3 计算裂纹尺寸 |
| 5.3.1 初始裂纹尺寸a_0 |
| 5.3.2 临界裂纹尺寸a_c |
| 5.4 疲劳载荷分析 |
| 5.5 疲劳评定准则 |
| 5.6 疲劳评定计算实例 |
| 5.6.1 确定材料断裂参数 |
| 5.6.2 疲劳评定 |
| 本章小结 |
| 第六章 构架疲劳可靠性分析 |
| 6.1 结构可靠性理论 |
| 6.1.1 极限状态函数 |
| 6.1.2 应力强度干涉模型 |
| 6.1.3 可靠度计算方法 |
| 6.2 结构疲劳断裂可靠性评估方法 |
| 6.2.1 裂纹长度模型 |
| 6.2.2 裂纹扩展寿命模型 |
| 6.2.3 断裂强度模型 |
| 6.3 基于断裂力学的构架疲劳可靠性分析 |
| 6.3.1 建立构架极限状态方程 |
| 6.3.2 确定随机变量及分布 |
| 6.3.3 可靠性计算步骤 |
| 6.3.4 计算结果分析 |
| 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术成果 |
| 致谢 |
（10）泵车臂架结构不确定性度量与可靠性分析（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 泵车臂架结构可靠性分析研究现状 |
| 1.2.1 泵车臂架结构强度分析 |
| 1.2.2 泵车臂架结构疲劳分析 |
| 1.3 泵车臂架结构中的不确定性 |
| 1.4 结构不确定性分析研究现状 |
| 1.5 泵车臂架结构可靠性分析目前存在的问题 |
| 1.6 本文的研究目标和主要研究内容 |
| 第2章 泵车臂架系统建模与实验验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 动力学模型构建及实验验证 |
| 2.2.1 薄壁结构建模与有限元网格划分 |
| 2.2.2 静载工况计算结果与实验验证 |
| 2.2.3 动态特性分析计算结果与实验验证 |
| 2.3 泵送系统实验与动态载荷建模 |
| 2.3.1泵送系统实验 |
| 2.3.2 混凝土流速表征函数 |
| 2.3.3 泵送频率计算公式 |
| 2.3.4 流速周期性变化的表征函数 |
| 2.3.5 混凝土与输送管间摩擦力的计算 |
| 2.3.6 混凝土流向改变时的附加作用力 |
| 2.3.7 混凝土平移流动时的作用力 |
| 2.3.8 混凝土流出输送管的附加作用力 |
| 2.3.9 混凝土流动冲击载荷数学模型 |
| 2.4 动态响应计算与实验验证 |
| 2.4.1 动态响应计算 |
| 2.4.2 动态响应实验 |
| 2.4.3 计算与实验结果对比 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 泵车臂架振动混合可靠性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 泵车臂架振动可靠性分析 |
| 3.2.1 臂架共振的概率可靠性分析 |
| 3.2.2 机械臂共振的概率-区间混合可靠性分析 |
| 3.3 概率-区间混合可靠性分析方法 |
| 3.4 泵车臂架振动概率-区间混合可靠性分析 |
| 3.4.1 径向基函数代理模型 |
| 3.4.2 泵车臂架混合可靠性分析流程 |
| 3.4.3 结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 泵车臂架结构的非随机振动分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 臂架结构的动力学分析 |
| 4.2.1 臂架结构有限元模型的受力分析 |
| 4.2.2 确定性激励下泵车臂架系统动态响应的求解 |
| 4.3 泵车臂架结构的非随机振动分析 |
| 4.3.1 动态激励区间过程模型的构建 |
| 4.3.2 动态响应的边界求解 |
| 4.4 工程算例分析 |
| 4.4.1 臂架有限元模型的建立和计算 |
| 4.4.2 臂架末端动态位移分析 |
| 4.4.3 臂架动应力分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 泵车臂架结构的概率损伤容限分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 泵车臂架的全局有限元模型与子模型 |
| 5.3 裂纹扩展分析与疲劳寿命可靠性预测 |
| 5.3.1 裂纹扩展分析 |
| 5.3.2 疲劳寿命可靠性预测 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录 B 攻读学位期间所发表的专利目录 |
| 致谢 |
四、疲劳裂纹扩展可靠性分析的N-J模型方法（论文参考文献）
- [1]基于模糊综合评价法的可控震源振动器平板疲劳可靠性分析与优化[J]. 陈振,李涛,薛晓伟,周阳,敬爽,陈言. 工程设计学报, 2021(04)
- [2]高温结构蠕变疲劳寿命设计方法:从材料到结构[J]. 王润梓,廖鼎,张显程,朱顺鹏,涂善东,郭素娟. 机械工程学报, 2021(16)
- [3]设置悬挂吊车平板网架结构的疲劳载荷谱及疲劳寿命研究[D]. 邱斌. 太原理工大学, 2021(01)
- [4]用于潜水器耐压壳疲劳寿命预报的小时间域保载疲劳裂纹扩展模型研究[D]. 张学忠. 上海海洋大学, 2021(01)
- [5]航空发动机涡轮轴概率疲劳寿命预测与可靠性分析[D]. 程宏伟. 电子科技大学, 2020(01)
- [6]潜水器用钛合金材料疲劳裂纹扩展可靠性研究[D]. 赵春阳. 江苏科技大学, 2020(03)
- [7]基于改进响应面法的叶片裂纹扩展寿命可靠性分析[D]. 王泽. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
- [8]机采井设备抽油机杆管泵寿命预测模型及可靠性分析[D]. 辛华. 东北石油大学, 2019(04)
- [9]轨道车辆服役结构可靠性分析[D]. 宋京京. 大连交通大学, 2019(08)
- [10]泵车臂架结构不确定性度量与可靠性分析[D]. 曾光. 湖南大学, 2019(07)