疲劳累积损伤理论

高速列车轮对不同工况下应力及疲劳强度分析高速列车轮对不同工况下应力及疲劳强度分析一、引言随着高速铁路的发展，高速列车成为人们出行的重要方式之一。

高速列车的安全和可靠性是保障乘客出行的重要因素。

在运行过程中，轮对是高速列车中非常重要的部件之一，它承受着列车的重量和运行时产生的应力。

轮对在运行过程中面临着各种工况，包括加速、减速、制动、过弯等。

不同的工况会对轮对产生不同的应力，从而可能导致疲劳破坏。

因此，对高速列车轮对在不同工况下应力及疲劳强度进行分析，对于确保列车的安全和可靠运行具有重要意义。

二、高速列车轮对应力分析在高速列车运行过程中，轮对承受着来自列车本身重量以及运行时产生的动力学载荷。

这些载荷会导致轮对表面上的应力分布产生变化。

2.1 轮对静载荷分析：轮对承受的静载荷主要来自于列车本身的重量。

通过分析轮对在静态状态下的承载力和应力分布，可以得到轮对的最大接触应力和应力分布情况。

2.2 轮对动力学载荷分析：轮对在运行过程中，除了静载荷外，还要承受来自于列车运行时产生的动力学载荷，包括加速度、减速度、制动力等。

这些载荷会导致轮对表面应力分布产生动态变化。

三、高速列车轮对疲劳强度分析轮对在运行过程中所承受的应力会导致疲劳损伤，进而可能导致疲劳破坏。

因此，对轮对的疲劳强度进行分析，可以提前预测轮对的寿命，并采取相应的措施来延长轮对的使用寿命。

3.1 疲劳损伤计算：利用疲劳损伤累积理论，可以计算轮对在不同工况下的疲劳损伤量。

通过考虑应力幅值、循环次数以及材料的疲劳性能指标等参数，可以得到轮对在不同工况下的疲劳寿命。

3.2 疲劳强度分析：在获得轮对的疲劳寿命后，可以进一步分析轮对的疲劳强度。

通过比较轮对的疲劳寿命和实际使用寿命，可以评估轮对的疲劳强度，并采取相应的维修措施，以确保列车的安全和可靠运行。

四、应力及疲劳强度分析案例分析为了验证上述分析方法的准确性和有效性，可以选取一个具体的应力及疲劳强度分析案例进行分析。

混凝土梁疲劳损伤计算技术规程一、前言混凝土梁作为一种常见的构件，在使用过程中会因为多种因素导致疲劳损伤，对于这种情况，我们需要进行计算，以确保其安全性能。

本文将介绍混凝土梁疲劳损伤计算技术规程，旨在提供一种全面、具体、详细的技术指导，以帮助工程师们进行混凝土梁疲劳损伤的计算。

二、计算原理混凝土梁的疲劳损伤计算是基于线性损伤累积模型进行的。

该模型假设混凝土梁的疲劳寿命与应力历史有关，应力历史越大，疲劳寿命越短。

在计算过程中，需要先计算出应力历史，并根据应力历史计算出疲劳寿命。

三、计算步骤1. 确定混凝土梁的截面形状、尺寸和材料性质，计算出其截面面积和惯性矩。

2. 确定混凝土梁的荷载历史，包括静载荷、动载荷和温度荷载等。

3. 根据荷载历史和混凝土梁的截面形状、尺寸和材料性质，计算出混凝土梁的应力历史。

4. 根据混凝土梁的应力历史，计算出其疲劳寿命。

5. 比较混凝土梁的疲劳寿命与设计寿命，判断混凝土梁是否存在疲劳损伤。

四、计算公式1. 混凝土梁的截面面积公式：A = b×h其中，b为混凝土梁的宽度，h为混凝土梁的高度。

2. 混凝土梁的惯性矩公式：I = 1/12×b×h³其中，b为混凝土梁的宽度，h为混凝土梁的高度。

3. 混凝土梁的应力公式：σ = Mc/I其中，M为混凝土梁的弯矩，c为混凝土梁的截面中性轴到最外纤维的距离，I为混凝土梁的惯性矩。

4. 混凝土梁的疲劳寿命公式：Nf = (σf/σ)ⁿ其中，Nf为混凝土梁的疲劳寿命，σf为混凝土梁的疲劳极限，σ为混凝土梁的应力，ⁿ为材料的疲劳指数。

五、注意事项1. 在计算混凝土梁的应力历史时，需要考虑到多种荷载的作用，包括静载荷、动载荷和温度荷载等。

2. 在计算混凝土梁的疲劳寿命时，需要考虑到材料的疲劳指数，该指数可以通过试验获得。

3. 在比较混凝土梁的疲劳寿命与设计寿命时，应该考虑到梁的使用环境和工作条件等因素。

2012年nCode学院培训课程：疲劳失效及寿命预测内容•什么是金属疲劳？•怎样预测疲劳寿命？什么是金属疲劳什么是金属疲劳？？•疲劳是一种机械损伤过程，在这一过程中即使名义应力低于材料的屈服强度，载荷的反复变化也将引起失效•疲劳一般包含裂纹萌生和随后的裂纹扩展两个过程，循环塑性变形是金属产生疲劳的主要原因飞机失事(The De Havilland Comet Story)火车火车出轨出轨出轨（（英国Hatfield）汽车零部件失效•车架•歧管•支架•曲轴•刹车•排气管•车轮•…疲劳失效所涉及的领域•汽车、航天、航空、航海、能源、国防、铁路、海洋工程及一般的机器制造等工业领域铁路国防工程车辆机器能源农用车辆航空航天轿车疲劳失效机理疲劳失效机理：：小裂纹的起始和扩展~1mm第一阶段第二阶段位错滑移位错滑移和第一阶段裂纹扩展交变应力金属表面最大剪应力面位错滑移带裂纹起始和扩展•裂纹的形成使得裂纹尖端的应力高度集中，处于循环塑性变形，进而导致裂纹的进一步扩展。

裂纹尖端应力高度集中第二阶段裂纹扩展快速断裂区海滩状裂纹扩展区交变应力疲劳寿命定义•裂纹起始寿命•裂纹扩展寿命•总寿命影响疲劳寿命的关键因素•应力或应变变化范围•平均应力影响疲劳寿命的其它因素•应力集中（应力梯度）•表面加工•表面处理•尺寸效应加载频率加载频率、、波形对室温疲劳影响很小波形对室温疲劳影响很小！！怎样预测疲劳寿命？1871 年，Wohler 首先对铁路车轴进行了系统的疲劳研究。

发展了旋转弯曲疲劳试验，S-N曲线及疲劳极限概念。

Wohler 曲线和疲劳极限Log (Nf , 疲劳循环次数)应力幅光滑试样缺口试样应力幅1 个应力循环三种基本三种基本（（经典经典））的疲劳寿命估计方法•S-N (总寿命法)名义应力或弹性应力和总寿命之间的关系•e-N (裂纹起始寿命法)局部应变和裂纹起始寿命之间的关系•LEFM (裂纹扩展寿命法)应力强度因子和裂纹扩展速率之间的关系这些方法依赖于相似性这些方法依赖于相似性！！Nf = Ni + Np 总寿命= 裂纹起始寿命+ 裂纹扩展寿命名义应力法S-N 局部应变法(e-N) 断裂力学法nomσσnom同样的名义应力同样的名义应力，，同样的疲劳总寿命!名义应力(S-N) 法对付高周疲劳S-N 曲线定义L o g 应力范围Log Nf 总寿命疲劳极限1b 1b 21()1bN SRI S =∆应力范围1 个应力循环试样和实际零件的差别•通常没有应力集中•表面光洁度一定•通常不进行表面处理•尺寸一定•等幅加载•均值不变(通常为0)•有应力集中•表面光洁度多样•表面可能经过处理•尺寸不同•通常为变幅加载•均值变化试样零件局部应变(e-N) 法εε对付低周疲劳同样的局部应变同样的局部应变，，同样的裂纹起始寿命!循环应力应变和应变寿命曲线定义εσσa aa n E k =+′′1σa εa循环应力应变曲线应变寿命曲线Log N fLog εa()()εσεa f fbf fcEN N =+′′22裂纹扩展寿命法应用于损伤容限设计同样的应力强度因子同样的应力强度因子，，同样的同样的裂纹扩展速率裂纹扩展速率裂纹扩展速率！！∆K-da/dN 曲线定义•1959 年，Paris 首先提出了一种用断裂力学参数处理裂纹扩展的方法!()d d a NC K m=∆∆K thd a /d N∆KI IIIII 其它高等疲劳寿命估计方法•多轴疲劳•频域疲劳•热机疲劳•腐蚀疲劳•复合材料疲劳•接触疲劳•?..疲劳寿命预测–我们需要什么?疲劳分析5框图FatigueLifeFatigue models Loads Geometry Material疲劳寿命疲劳分析模型载荷数据几何几何信息信息材料性能应力循环定义定义一个应力循环需要两个参量：•S max, S min •S m, S a •R,∆SS aS a∆S S maxS minmaxminSSR=S mR1R1SSAma+−==‘载荷载荷’’种类等幅载荷组合’块’谱变幅载荷N个循环ε载荷时间N1个循环N2个循环N3个循环εε2ε3转向拉杆的寿命分散性分散性载荷分散性材料分散性寿命分散性概率(%)失效里程引自英国皇家工程院院士引自英国皇家工程院院士，，英国机械工程师协会主席Rod A. Smith 教授的话教授的话，，1990年“工程是一种近似对而不是完全错的艺术的艺术””"Engineering is the art of being approximately rightrather than exactly wrong"Smith教授曾经说教授曾经说：：2012年nCode学院培训课程：S-N疲劳分析理论课程内容•S-N疲劳试验•平均应力修正•表面加工表面处理修正•加载型式影响•尺寸影响•缺口修正和应力集中•变幅载荷及雨流计数•疲劳损伤及损伤累积•S-N总结回顾•S-N疲劳分析手算练习S-N 疲劳试验S-N 疲劳分析理论小问题你能得出一个受等幅对称交变等幅对称交变应力应力钢棒的疲劳寿命吗？Wohler 曲线和疲劳极限Log (Nf , 疲劳循环次数)S t r e s s A m p l i t u d e 应力幅光滑试样缺口试样应力幅(Y)1 个应力循环S-N 疲劳试验•对测试件施加等幅交变载荷。

疲劳寿命计算公式疲劳寿命是指材料在反复加载和卸载的过程中所能承受的最大循环次数，也称为疲劳寿命。

疲劳寿命的计算公式是通过材料的力学性能参数和应力载荷来确定的。

疲劳寿命计算公式的选择取决于应力载荷的类型和作用方向。

下面介绍几种常用的疲劳寿命计算公式。

1.S-N曲线法S-N曲线法是最常用的疲劳寿命计算方法之一、该方法通过实验测定材料在不同应力水平下的疲劳寿命，然后将实验结果绘制成S-N曲线。

这样可以直观地了解材料的疲劳寿命与应力载荷的关系。

根据S-N曲线，可以通过插值或外推的方法来确定特定应力载荷下的疲劳寿命。

2.线性累积损伤法线性累积损伤法是一种基于累积损伤理论的疲劳寿命计算方法。

该方法假设材料在每个循环中都会受到一定的损伤，而疲劳寿命则是所有循环中损伤的累积。

线性累积损伤法通过计算材料在每个循环中的应力载荷和损伤之间的关系，进而推导出疲劳寿命的计算公式。

3.应力幅与寿命关系应力幅与寿命关系是一种常见的疲劳寿命计算方法。

该方法通过实验测定不同应力幅下的疲劳寿命，然后根据实验数据来拟合出应力幅与寿命之间的关系。

这种方法适用于单一应力幅循环下的疲劳寿命计算。

4. Miner线性累积疲劳损伤法Miner线性累积疲劳损伤法是一种基于疲劳损伤的累积理论的疲劳寿命计算方法。

该方法认为材料的疲劳寿命是各个应力循环造成的疲劳损伤之和。

通过计算不同应力循环下的疲劳损伤，然后将其累积起来，可以得到材料的疲劳寿命。

不同的疲劳寿命计算公式适用于不同的应力载荷和材料类型。

在实际工程应用中，需要根据具体情况选择合适的计算方法，并结合实验数据进行验证。

此外，疲劳寿命计算还需要考虑材料的表面处理、应力状态、温度和环境等因素的影响。

ncode 回疲劳分析基础及S-N分析法2012年HBM内容nCode.·疲劳失效·怎样预测疲劳寿命·S-N疲劳寿命分析基础HEMnCode/T 什么是金属疲劳?HEM什么是金属疲劳?nCode//·疲劳是一种机械损伤过程，在这一过程中即使名文应力低于材料的屈服强度，载荷的反复变化也将引起失效·疲劳一般包含裂纹萌生和随后的裂纹扩展两个过程，循环里性变形是金属产生疲劳的主要原因HBM恩·内因：金属中有位错金属疲劳失效的原因是什么?·外因：载荷的变化nCode/D桥梁坍塌nCode/@7Minneapolis'l-35Bndge Colapse;is stuctural Failure or Metal Fatigue to Blame?Cmg -品s1131,域Ccl ?ehR3l p ertd net,togtctrtsniaiirpcrfon teuhient ,nlinescm8 and pskt nih sanfeem疲劳失效·在美国已经得到确认，由于产品的疲劳问题所引起的损失占国民生产总值的4%左右(约1200亿美元).·中国机械工程手册在第6章“结构疲劳强度设计"中指出：机械零构件80%以上为疲劳破坏，因此对于承受循环载荷的零构件都应进行疲劳强度设计。

疲劳失效所涉及的领域nCode/M·汽车、航天、航空、航海、能源、国防、铁路、海洋工程及一般的机器制造等工业领域赣车农用车辆工程车辆国防航空航天铁路能源机器隔A 汽车零部件失效·车架·歧管·支架·曲轴·刹车·排气管·车轮HBM火车出轨(英国Hatfield)bed疲劳寿命定义·裂纹起始寿命·裂纹扩展寿命·总寿命nCode/mZ二)□gd疲劳发展简史(1/2)nCode/@7·1839年，Poncelet首先使用“疲劳”一词。

疲劳寿命分析方法摘要：本文简单介绍了在结构件疲劳寿命分析方法方面国内外的发展状况,重点讲解了结构件寿命疲劳分析方法中的名义应力法、局部应力应变法、应力应变场强度法四大方法的估算原理。

疲劳是一个既古老又年轻的研究分支，自Wohler将疲劳纳入科学研究的范畴至今，疲劳研究仍有方兴未艾之势，材料疲劳的真正机理与对其的科学描述尚未得到很好的解决。

疲劳寿命分析方法是疲分研究的主要内容之一，从疲劳研究史可以看到疲劳寿命分析方法的研究伴随着整个历史。

金属疲劳的最初研究是一位德国矿业工程帅风W.A.J.A1bert在1829年前后完成的。

他对用铁制作的矿山升降机链条进行了反复加载试验，以校验其可靠性。

1843年，英国铁路工程师W.J.M.Rankine对疲劳断裂的不同特征有了认识，并注意到机器部件存在应力集中的危险性。

1852年-1869年期间，Wohler对疲劳破坏进行了系统的研究。

他发现由钢制作的车轴在循环载荷作用下，其强度人大低于它们的静载强度，提出利用S-N 曲线来描述疲劳行为的方法，并是提出了疲劳“耐久极限”这个概念。

1874年，德国工程师H.Gerber开始研究疲劳设计方法，提出了考虑平均应力影响的疲劳寿命计算方法。

Goodman讨论了类似的问题。

1910年，O.H.Basquin提出了描述金属S-N曲线的经验规律，指出：应力对疲劳循环数的双对数图在很大的应力范围内表现为线性关系。

Bairstow通过多级循环试验和测量滞后回线，给出了有关形变滞后的研究结果，并指出形变滞后与疲劳破坏的关系。

1929年B.P.Haigh研究缺口敏感性。

1937年H.Neuber指出缺口根部区域内的平均应力比峰值应力更能代表受载的严重程度。

1945年M.A.Miner 在J.V.Palmgren工作的基础上提出疲劳线性累积损伤理论。

L.F.Coffin和S.S.Manson各自独立提出了塑性应变幅和疲劳寿命之间的经验关系，即Coffin—Manson公式，随后形成了局部应力应变法。

疲劳寿命分析方法的研究与发展综述张涛【摘要】对当今机械疲劳寿命预测方法进行总结,对比了每种方法的局限性及优势,以此来促进对疲劳寿命预测的研究.主要描述了名义应力法、局部应力-应变法、损伤容限法以及场强法.并对疲劳裂纹形成和疲劳裂纹扩展理论进行阐述.最后,对疲劳寿命预测方法的改善做了展望.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2018(056)011【总页数】3页(P91-93)【关键词】疲劳寿命预测;疲劳分析;名义应力法;局部应力-应变法;损伤容限法;场强法【作者】张涛【作者单位】200093 上海市上海理工大学【正文语种】中文【中图分类】N320 引言疲劳破坏是工程结构与机械失效的主要原因之一[1]。

然而，疲劳失效在应力小于极限应力时也会发生，如不及时关注，常常会引起严重的事故。

疲劳寿命的预测是结构疲劳设计中的不可或缺的部分。

对于提高产品疲劳寿命，发展疲劳寿命预测方法具有十分重要的意义。

1 疲劳理论疲劳是构件受到多次重复载荷加载作用，在应力值没有达到材料的极限甚至未超过弹性极限却发生了破坏的现象。

这种在交变载荷作用下材料或结构的破坏现象就称为疲劳破坏[2]。

造成疲劳破坏的载荷可以是力、应力、应变或者位移等。

疲劳破坏过程大致经历4个时期，即疲劳成核期、微观裂纹增长期、宏观裂纹扩展期以及最后断裂期[3]。

载荷及其作用次数和材料的疲劳抗力在一定程度上都影响了构件的疲劳寿命。

1.1 疲劳累积损伤理论疲劳分析方法中，疲劳累积损伤理论是常用的原理之一。

疲劳累积理论大致概括为线性累积损伤理论、修正线性理论以及其他理论[4]。

对于构件只有单个循环应力加载时，我们可直接使用S-N曲线来预测构件寿命；反之，则不能直接使用S-N 曲线，需要根据相关的累计损伤理论来预测零件寿命。

线性累积损伤理论之Miner理论：如果承受幅值为Sa的载荷，重复N次破坏，同时，在整个加载中损伤又线性地分给各个循环，所以每一个循环材料损伤为D=1/N。

累积疲劳损伤的数值积分算法
藤瑞品;宋晓琳
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】提出了采用高斯-勒让德公式进行数值积分的累积疲劳损伤计算方法,该方法通过对包含当量载荷概率密度函数的不可积被积函数进行数值积分来计算累积疲劳损伤。

以16Mn和60Si2Mn两种材料为研究对象,基于正态分布和威布尔分布两种常见的当量载荷分布形式,采用试验设计法对算法进行了验证,结果表明,采用高斯-勒让德公式进行数值积分的累积疲劳损伤算法是正确和有效的;同时与传统的八级载荷法进行了对比分析,结果表明,在连续或准连续载荷谱作用下,采用八级载荷分级法计算累积疲劳损伤会出现较大的偏差率,并且偏差率不稳定,相比于八级载荷法,高斯数值积分法是一种更优的累积疲劳损伤计算方法,可以极大地提高累积疲劳损伤的计算精度。

【总页数】6页(P277-282)
【作者】藤瑞品;宋晓琳
【作者单位】长沙民政职业技术学院电子信息工程学院;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TH16;TH12;U46
【相关文献】
1.TC25钛合金室温高周疲劳累积损伤与疲劳寿命分析
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4.基于疲劳累积损伤的X80钢疲劳裂纹寿命研究
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基于改进Miner累积损伤理论的输电线路疲劳损伤评估方法付思诗;谭文龙;张家瑞
【期刊名称】《电气开关》
【年(卷),期】2022(60)6
【摘要】输电线路振动会导致线路的疲劳损伤,从而影响到该输电线路的使用寿命。

本文在线性累积损伤理论定量估算输电线路疲劳损伤的基础上,提出了修正S-N曲线的改进损伤估算方法,其主要步骤包括:选定需要评估的输电线路、然后结合该线
路改进后的疲劳性能S-N曲线以及OPGW振动事件数据反馈,采用Miner累积损伤理论来评估输电线路疲劳损伤与风险。

最后将计算结果与运行数据进行对比,从
而科学的评估输电线路的使用寿命,为运维人员提供决策依据。

计算结果表明,使用
该方法对线路疲劳损伤进行评估,结果更贴近真实情况。

【总页数】4页(P45-47)
【作者】付思诗;谭文龙;张家瑞
【作者单位】湖北工业大学电气与电子工程学院;国网湖北省电力有限公司超高压
公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM72
【相关文献】
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Miner线性累积损伤理论的摇枕疲劳寿命分析5.基于T-N曲线和Miner理论的绷紧式深海系泊缆疲劳损伤研究
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2018年第1期时代农机TIMES AGRICULTURAL MACHINERY第45卷第1期Vol.45No.12018年1月Jan.2018基于Miner 线性累积损伤理论的摇枕疲劳寿命分析夏祥春(,476600)摘要：以货车转K6型转向架摇枕为研究对象，根据美国AAR 机务标准中M-202-05“铸钢转向架摇枕设计和试验规范”，对摇枕进行疲劳强度分析，最后估算了摇枕的疲劳寿命。

摇枕强度的分析和寿命的估算为工程中摇枕的检修周期提供了科学的依据，保证了列车运营的安全性。

关键词：摇枕；线性损伤理论；疲劳寿命作者简介：夏祥春（1981-），男，河南永城人，硕士，讲师，主要研究方向：机械设计与制造。

摇枕是货车转向架三大件结构之一，是重要的承载部件，是车辆车体和转向架构架之间的连接装置，主要承受和传递垂向力、横向力和纵向力，转向架摇枕的疲劳强度问题直接关系到车辆正常运行的可靠性、安全性、经济性。

因此，对转向架摇枕进行疲劳强度评价及寿命计算具有很强的必要性。

1疲劳强度评定标准根据美国AAR 机务标准中M-202-05“铸钢转向架摇枕设计和试验规范”，对摇枕进行疲劳强度分析。

2摇枕的疲劳强度评定根据对摇枕的有限元分析确定摇枕疲劳薄弱部位发生在下表面中央、下表面漏砂孔、下表面端部拐角。

依据AAR 标准的脉动循环应力-寿命曲线和最大主应力考核准则求出各载荷工况下的损伤，进而利用Miner 线性累积损伤理论求得摇枕各疲劳薄弱部位的总损伤。

依据疲劳试验载荷下疲劳薄弱部位损伤计算结果可以对摇枕疲劳薄弱部位的大应力区的疲劳强度进行评价。

在正常铸造质量水平下，总的载荷循环数为100万次时摇枕各部位的疲劳累积损伤值均小于1，也就说明通过100万次的载荷循环后该摇枕没有发生疲劳破坏，符合强度标准。

3摇枕的疲劳寿命根据美国AAR 机务标准中90.7t 敞车重空车载荷谱的记录里程。

依据应力-寿命法，结合材料的S-N 曲线和Miner 线性累计损伤法则对摇枕的疲劳寿命进行估计。

疲劳试验测试分析(理论与实践) 李永利、卓·帕恩、理查德·伯克希尔·哈撒韦、马克·E·巴基巴特沃斯海涅曼出版社2005第二阶段疲劳裂纹第一阶段疲劳裂纹(稳定的滑移带)图2.1 疲劳过程:承受循环拉伸载荷薄板.在工程应用中，通常将零件在裂纹成核和短裂纹扩展期间的寿命长度称为裂纹萌生期，而花费在长裂纹扩展的寿命被称为裂纹扩展期。

通常对从产生到扩展的过渡时期无法做出确切的定义。

然而，对于钢材裂纹起始阶段的裂纹尺寸a0，大约为钢材的几个晶粒大小。

这种裂纹尺寸通常在0.1至1毫米的范围内。

初始裂纹的大小可以通过线弹性断裂力学的方法对光滑试样进行估计（1998）：（2.2.1）或者为切口试样切口尖端半径的0.1至0.2倍（道林，1998年），或者为彼得森钢材经验材料的两倍（彼得森，1959年）(2.2.2)其中S u是材料的极限拉伸强度，S e是疲劳极限的应力范围，K th为R=-1时临界强度因子的范围。

通常情况下，钢制零件的裂纹萌生阶段占据疲劳寿命的大部分，特别是在高频循环疲劳的状态下（约为>10,000次）。

在低频循环疲劳状态下（约<10,000次循环）的大部分疲劳寿命用于裂纹扩展。

一旦裂纹形成或发生完全失效，就可以检查到疲劳失效的表面。

弯曲或轴向疲劳失效一般留下类似海滩的层状条纹痕迹。

这些痕迹的名称来自断裂表面的形状特征，如图2.2所示。

裂纹核点位于外壳的中心，并且裂缝从该点开始传播，通常是在径向方向辐射扩展，留下一个半椭圆形的图案。

在一些情况下，痕迹的大小和位置可指明裂纹扩展开始或结束不同阶段。

在类似海滩斑纹的层状条纹上，如图2.2所示的条纹类似于树的横截面的年轮。

这些条纹代表了在一个加载周期内裂纹的扩张范围。

每一层条纹都有一个加载周期相对应。

在出现失效的情况下，会有一个最后的切变裂痕，它是材料在失效之前的最后承受载荷的区域。

这个裂痕的大小取决于加载的类型，材料和其他条件。

Flex模块，Durability模块培训安排：1、为什么要在ADAMS中使用弹性体？〔单提拉弹射发射的例子〕在ADAMS中我们一般都把构件当成刚体来处理，这种构件在力的作用下不会产生变形，在现实中，把样机当成刚性系统来处理，在大多数情况下是可以满足要求的，但是在一些需要考虑构件变形的特殊情况下，完全把模型当成刚性系统来处理就不能到达精度要求，必须把模型中的局部构件做成可以产生变形的弹性体来处理，例如对汽车的转向机构进行研究时，需要考虑转向系统的转向臂的变形，导弹冷发射时需要考虑提拉杆弹性横向振动。

使用弹性体的最终目的就是更加真实的模拟我们设计的产品，建立精度更高的虚拟样机模型，使仿真分析更加精确，更能提高产品性能。

2、ADAMS/Flex模块介绍〔好处，界面介绍〕ADAMS/Flex是ADAMS软件包中的—个集成可选模块，提供了与ANSYS，MSC/NASTRAN，ABAQUS，Hypermesh等软件的接口，可以方便地考虑零部件的弹性特性，建立多体动力学模型，以提高系统仿真的精度。

ADAMS/Flex模块支持有限元软件中的MNF(模态中性文件)格式。

结合ADAMS/Linear模块，可以对零部件的模态进行适当的筛选，去除对仿真结果影响极小的模态，并可以人为控制各阶模态的阻尼，进而大大提高仿真的速度。

同时，利用ADAMS/Flex模块，还可以方便地向有限元软件输出系统仿真后的载荷谱和位移谱信息，利用有限元软件进行应力、应变以及疲劳寿命的评估分析和研究。

ADAMS/Flex中表述柔性体的方法是模态柔性方法，也就是分配一组模态振型集〔频率特征向量〕给柔性体，柔性体建模element分配一个状态变量给每个特性向量，在计算时间内，Flex计算每个特征向量的振幅，接着使用线型叠加原理来组合每个时刻各个模态形状产生总的柔性体的变形。

ADAMS/Flex中柔性体的变形是变形形状的线型组合，如果变形比较大的话〔非线型的〕我们就要采用简化的方法来处理：把非线型的柔性体飞行许多段后处理。

高压输电线路铁塔疲劳损伤识别与评估方法研究一、引言高压输电线路铁塔是电力系统中的重要组成部分，不断承受着电力输送的巨大压力。

长期以来，铁塔在恶劣的气候条件下工作，积累了各类损伤，其中包括疲劳损伤。

铁塔疲劳损伤的产生对输电线路运行安全和可靠性造成威胁，因此，研究高效准确的识别与评估方法是至关重要的。

二、疲劳损伤的特点及识别方法1. 疲劳损伤特点疲劳损伤是指由于循环加载引起的材料疲劳断裂，铁塔在工作过程中往往受到周期性的荷载作用，因此容易受到疲劳损伤的影响。

与其他形式的损伤相比，疲劳损伤具有以下特点：（1）损伤发展缓慢：疲劳损伤的发展是一个渐进的过程，通常不可逆转，因此准确识别和评估损伤程度至关重要。

（2）难以察觉：疲劳损伤往往在初始阶段难以察觉，并在无法预测的时间内导致突然故障，增加了事故风险。

（3）存在隐蔽性：部分疲劳损伤可能隐藏在铁塔结构内部，只有通过先进的技术手段才能进行准确的检测和评估。

2. 疲劳损伤识别方法为了识别出铁塔中的疲劳损伤，可以采用以下方法：（1）目视检查：通过目视来观察铁塔的外观，寻找可疑损伤，如明显的裂纹、变形等。

虽然这种方法简单，但不能发现隐蔽的内部损伤。

（2）无损检测：利用磁粉检测、超声波检测、涡流检测等无损检测方法进行铁塔的检测，以寻找潜在的疲劳损伤。

这些方法可以发现隐蔽的内部损伤，但对于大面积的损伤可能会存在局限性。

（3）结构监测：利用传感器等装置，对铁塔进行实时监测，收集数据进行分析，以判断是否存在疲劳损伤。

这种方法能够提供较为全面和准确的数据，但设备安装和数据处理需要大量的时间和成本。

三、疲劳损伤的评估方法1. 评估参数的选择疲劳损伤的评估需要选择合适的参数来衡量损伤程度。

一般情况下，可以考虑以下参数：（1）应力：铁塔所承受的应力是疲劳损伤影响的直接因素，因此需要进行精确测量。

（2）裂纹长度：裂纹是疲劳损伤的主要表现形式，通过测量裂纹长度可以判断损伤的发展情况。

压力容器疲劳知识总结（201220630 邹明铭）1.疲劳分析设计工程背景疲劳是指材料、零件和构件在循环加载下，在某点或某些点产生局部的永久性损伤，并在一定循环次数后形成裂纹、或使裂纹进一步扩展直到完全断裂的现象。

在工程实际中，大量的材料、构件在交变应力作用下工作，将发生疲劳破坏，因而在疲劳分析在工程设计中占有重要地位。

疲劳强度分析是一个热点的研究领域，已从经典的无限寿命设计发展到有限寿命设计和可靠性分析。

累积损伤观念为现代工程设计注入了新思想和新方法，损伤理论已成为一门新的学科，为解决疲劳寿命问题提供了重要理论基础与工程计算方法。

2.疲劳分析的基础知识2.1交变应力图1所示的交变应力，用S代表广义应力，即它可以是正应力，也可以是切应力。

图1 交变应力示意图应力循环——应力值每重复变化一次成为一个循环，及应力从最小值变到最大值，再变回到最小值。

循环次数——应力重复变化的次数，用N表示。

S表示。

最大应力——应力循环中的最大值，用max最小应力——应力循环中的最小值，用min S 表示。

平均应力——最大应力与最小值的平均值，用m S 表示。

即m max min 1()2S S S =+ （2-1） 应力幅值——应力变化幅度的均值，用a S 表示。

即 max min 1()2a S S S =- （2-2） 这样，max m a S S S =+ （2-3）min m a S S S =- （2-4）循环特征——最小应力与最大应力的比值，用 表示。

即（2-5）2.2 几种典型的交变应力图2所示的交变应力，为对称循环的交变应力。

其特点是max min max 1,,0,m a r S S S S S =-=-==图3所示的交变应力，为脉动循环的交变应力。

其特点是min max 10,0,2m a r S S S S ==== 图4所示的为静应力，可视为应力幅值为零的特殊交变应力。

其特点是 max min 1,,0m a r S S S S ====除图2所示的对称循环的交变应力外，其它均为非对称循环交变应力，且其循环特征 均在-1与+1间变化。