刚柔复合式路面接缝处疲劳损伤特性分析_王骁帆
疲劳分析方法
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。 中国在疲劳寿命的分析方面起步比较晚，但也取得了一些成果。浙江大学的彭禹，郝志勇针对运动机构部件多轴疲劳载荷历程提取以及在真实工作环境下的疲劳寿命等问题，以发动机曲轴部件为例，提出了一种以有限元方法，动力学仿真分析以及疲劳分
道路养护实施方案{项目}
（一）综合巡查 综合巡查工作方式：为了确保路容路貌的整洁，及时消除安全隐患，加强对沿线设施的看护，同时每天对养护员进行工作考核。工程每个工作日安排专车专人对路段进行综合巡查，巡查车辆1台，巡查人员2人，记录员1名，现场发现问题及时处理，并做好记录。 巡查内容：路段内路基路面、桥梁隧道、附属绿化等所有工程。具体内容如下： （1）、路基：路肩、边沟、边坡、平台是否有杂物、垃圾，边沟淤塞及积水情况，边坡冲毁及坍塌情况，护坡坡度是否正常，护坡、急流槽、边沟砌体及勾缝损坏情况。 （2）、路面：路面各种病害的详细情况，病害是否危及行车安全，路面的各种杂物、污损情况。公里碑、百米桩、示警桩的日常管护情况，有无丢失或歪斜。 （3）、桥涵： ①外观是否整洁，有无杂物堆积。 ②桥面铺装是否平整，有无裂缝、局部坑槽、破碎、变形等。 ③桥面泄水孔是否通畅。 ④伸缩缝是否清洁，是否有明显变形。 ⑤混凝土防撞护栏是否有变形、破损。 （4）、绿化： 绿化苗木的存活、修剪、病虫害情况，草坪的生长情况，护坡草是否已长成高草或杂草，树木保洁情况。 （5）、交通安全设施： 标线：污秽情况，缺损情况。 标志：百米桩、里程碑、示警桩、标志牌是否缺损或受到沿线树木等物的遮挡。
附属设施：路缘石、路肩板、辅道涵、浆砌工程是否完好。 （二）路基保养 1、路基保养工作要求： （1）路基各部分经常保持完整，各部尺寸保持规定的标准要求，不损坏变形，经常处于完好状态。 （2）路肩：保证土路肩整洁，对土路肩的垃圾、杂物清除、外运；硬路肩整洁、无沉陷、缺损，横坡适度、边缘顺适，与路面接茬平顺，排水顺畅；确保路基保持原几何尺寸。路肩外侧边缘被流水冲缺，或车辆碾压形成缺口时，应及时修复。种植草皮的路肩，经常进行修剪，不得有杂草，草高保持在10cm以下，保护路肩不被冲刷。 （3）边坡边沟：保证边坡边沟整洁，对边坡边沟2立方米以内的垃圾、杂物当天由人工进行清除、外运，2立方米以上的于3天内人工配合机械清理完毕。每天安排专人拾捡塑料袋、纸屑等白色污染物；及时疏通边沟；对由于水毁、车毁等各种原因造成的边坡边沟损坏（单处填方小于2立方米）进行整修、加固，边坡、边沟线形保留原几何尺寸（内边坡1：1.5，外边坡1：1）；浆砌片石边沟要无沉陷、缺损，表面平整坚实、整洁，排水顺畅。 （4）其他构造物：泄水槽、石砌边沟、辅道涵等构造物疏通瘀塞，清理杂草，保证纵坡符合要求，排水畅通，保证路基、路面不积水和边沟内不长期积水。及时对防护工程进行检查，汛期每周巡查一次，平常一月一次，做好巡查记录。巡查中发现的破损部分，2天内修复完毕。 （5）春融前，特别是汛期前，要对排水设施进行全面检查、疏通，并将疏通路段做好记录，采取相应措施保证在雨季和洪水来临之前做好水毁
高周疲劳失效分析
发动机叶片高周疲劳失效分析 090605 鲍海滨 摘要：为了降低航空发动机叶片的高循环疲劳失效。分析了导致高循环疲劳失效的原因、失效准则，以及一种研究材料多轴高周疲劳的新途径。 关键词：航空发动机叶片高循环疲劳失效 1 引言 航空发动机结构完整性和可靠性设计，对满足现代高性能航空发动机高推重比(高功质比)、高适用性、高可靠性、耐久性和低成本的要求起着至关重要的作用。采用先进的气动设计和先进结构、新材料、新工艺是现代高性能航空发动机最重要的特征，而无论是先进的气动设计，还是先进的结构、材料和工艺，都必须建立在结构完整性和可靠性的基础上。 航空发动机结构完整性和可靠性方面的不足严重地制约着在研发动机的研制目标和周期。在中国航空发动机研制过程中，科研人员最深刻的体会是，相对而言实现发动机性能指标的周期要短一些，也有一些有效的办法，而大量的结构完整性和可靠性问题特别是叶片断裂故障却显著地影响着发动机的质量和设计定型的周期。 导致叶片断裂失效的原因是多方面的[1，2]，根据不同的参考标准和参量，疲劳断裂二级失效模式如图1所示[3] 据统计，在燃气涡轮发动机中，由高循环疲劳引发的事故约占总事故的25%。因此，最大限度地降低航空发动机叶片高循环疲劳失效是最现实、亟待解决的任务。
根据频率 根据应力大小 根据温度 穿晶型疲劳断裂 沿晶型疲劳断裂 剪切型疲劳断裂 正断型疲劳断裂 晶格型 非晶格型 机械疲劳断裂 热疲劳断裂 拉—压疲劳断裂 弯曲疲劳断裂 扭转疲劳断裂 接触疲劳断裂 低温疲劳断裂 高温疲劳断裂 机械疲劳断裂 腐蚀疲劳断裂 应力疲劳断裂 应变疲劳断裂 高周疲劳断裂 低周疲劳断裂 高频疲劳断裂 低频疲劳断裂 室温疲劳断裂 图1 疲劳二级失效模式分类 2 高周疲劳失效的影响因素 2.1名义应力的影响 很早的时候就确认名义应力会引起失效。125年前Wohler[4]发现随着名义拉应力的增加引起失效的交变应力幅将随之减少。后来Gerber[5]提出抛物线关系理论，即应力幅与名义应力间存在着抛物线关系，相应于零幅值交变应力的名义应力极限等于材料的拉伸极限。Goodmen用对称交变应力和名义应力的线性关系代替抛物线关系增加了设计的安全裕度。事实上，设计中很多有疲劳极限低于此直线值，Goodmen曲线实为一种保守设计。Miller 用循环应力代替但相对屈服应力对这一理论作了另一种解释。 令人惊讶的是，这些理论中的关系式没有一条被试验验证。而我们却已把这些理论广泛用于工程实际，因此使用诸如Goodmen这些保守理论并非有什么不合理。还有一种情况我们引起注意，即压应力并不减少改变许用的交变载荷。事实上，平均压应力常会增加疲劳强度，所以对于设计计算，疲劳强度考虑成与零平均应力的疲劳强度相一致。
路面养护技术方案
路面养护技术方案 厦门畅维路桥工程有限公司 2008年3月
路面养护技术方案 目前，公路养护面临着很多挑战，荷载的增加使得路面损坏加速，在拥堵的地区交通迟缓是不可避免的，有限的资金也迫使我们不得不着眼于长远，更加有效的利用成本。此外，下列问题也影响了公路养护做出正确的决定： ●安全已经成为公路建设最优先考虑的问题 ●地方公路养护预算削减 ●能源成本也是普遍担心的问题 ●原材料的减少以及其它环境问题也日益突出 如何恢复道路性能，节约道路养护成本，延长道路的使用寿命，减少对原材料的需求并将对交通的影响降至最小，也是养护领域的研究热点。 下面所述的技术方案，仅解决路面养护问题，不能解决路面结构性问题。 一、雾封层 雾封层是一种较便宜的路面养护方法，就是将少量的稀释过的乳化沥青喷洒在路表，用于抵抗交通和环境造成的路面损害。适时的雾封层可有效的： ●更新和保护已经氧化的旧沥青路面 ●密封细小的裂缝和路表空隙 ●延缓道路在车辆和环境作用下的破坏 ●减少路面表层的剥落 ●减少雨水，雪水的渗透 ●加黑道路表面 雾封层通常适用于老化和剥落等病害不是很严重的道路，且路面有足够的空隙可以吸收乳化沥青。另外雾封层也可用于新建道路的表面防护。 施工准备 在喷洒雾封层前，应对路面进行清扫，并且保持路表相对干燥，（如果天气特别炎热干燥，需要将路表洒水预湿）。为了保证施工质量，路面温度不能小于7°C，在雨天和将要下雨的时候不能施工。 施工前，确保施工设备工作状况良好，喷嘴能按设定的用量均匀的洒布乳化沥青。喷嘴棒应调整至适当的高度，并保持水平，压力泵
也应调整到适当的压力，以确保均匀的洒布。 在稀释乳化沥青时，通常的做法是将水加到乳化沥青中，这样做能防止乳化沥青提前破乳，并确保稀释后乳化沥青的均一性。另外，添加的水温度不宜太低，应在25C-50°C之间。 施工 乳化沥青的洒布温度应在20~60°C之间。最理想的状态是乳化沥青渗入路面，密封小裂缝和空隙，而路表保持原有的纹理。需要指出的是，在刚刚洒完乳化沥青后，路表纹理可能会受到影响，但开放交通行车一段时间后，逐渐恢复。 乳化沥青的稀释度和喷洒量由路面纹理，路面破坏状况等因素确定。洒布完的乳化沥青需要时间养生，而且沥青渗入路面，密封裂缝也需要一定的时间。养生时间与路面状况，乳化沥青类型，稀释程度，天气有关，一般在30分钟－4小时之间。 二、微表处 微表处是八十年代起源于德国的。微表处技术以其快开放交通、抗滑性能卓越，可修复车辙、使用寿命长等技术优点，成为欧美发达国家重要的路面维修养护手段。1999年以来，微表处技术开始在我国高速公路的路面养护工程中得到应用并迅速推广。 施工良好的微表处，有优越的使用性能： ●密封细小的裂缝和路表空隙 ●延缓道路在车辆和环境作用下的破坏 ●延长路面结构使用寿命，延缓路面结构的大中修 ●对已稳定车辙、早期松散等路面结构病害，进行矫正养护 ●对路面光滑、路面轻微泛油等病害，进行矫正养护 ●减少路面表层的剥落 ●减少雨水，雪水的渗透 ●可以应用于水泥路面、桥面罩面 ●加黑道路表面 微表处由高分子改性乳化沥青、100％轧碎级配碎石、水和必要的添加剂组成，由一台专用摊铺设备一次性完成施工，它可根据路面损坏程度，可以一次性填补车辙、铺装路面、改善路面的各种使用性能，进行一层或多层罩面。 微表处分为Ⅱ型、Ⅲ型两种等级，其差别在于轧碎碎石的级配和材料使用的不同。Ⅲ型通常用于大交通量道路的填补和构造的修整，
疲劳载荷及分析理论 谱 寿命 设计 累积损伤
第3章疲劳载荷及分析理论 (1) 3.1 疲劳载荷谱 (1) 3.1.1 疲劳载荷谱及其编谱 (1) 3.1.2 统计分析方法 (2) 3.2 疲劳累积损伤理论 (3) 3.2.1 概述 (3) 3.2.2 线性累积损伤理论 (4) 3.3起重机疲劳计算常用方法 (5) 3.3.1 应力比法 (6) 3.3.2 应力幅法 (6) 3.4 疲劳寿命设计方法 (7) 3.4.1无限寿命设计 (7) 3.4.2 安全寿命设计 (8) 3.4.3 损伤容限设计 (8) 3.4.4 概率疲劳设计 (9) 3.4 小结 (10) 第3章疲劳载荷及分析理论 疲劳载荷谱(fatigue load spectrum)是建立疲劳设计方法的基础。根据研究对象的不同，施加在对象上的疲劳载荷也是不同的，所以在应用时要依据某种统计分析方法和理论进行分析。 3.1 疲劳载荷谱 3.1.1 疲劳载荷谱及其编谱 载荷分为静载荷和动载荷两大类。动载荷又分为周期载荷、非周期载荷和冲击载荷。周期载荷和非周期载荷可统称为疲劳载荷。在很多情况下，作用在结构或机械上的载荷是随时间变化的，这种加载过程称为载荷—时间历程。由于随机载荷的不确定性，这种谱无法直接使用，必须对其进行统计处理。处理
后的载荷—时间—历程称为载荷谱。载荷谱是具有统计特性的图形，它能本质地反映零件的载荷变化情况[]。为了估算结构的使用寿命和进行疲劳可靠性分析，以及为最后设计阶段所必需的全尺寸结构和零部件疲劳试验，都必须有反映真实工作状态的疲劳载荷谱。 实测的应力—时间历程包含了外加载荷和结构的动态响应的影响，它不仅受结构系统的影响，而且也受应力—时间历程的观测部位的影响。将实测的载荷—时间历程处理成具有代表性的典型载荷谱的过程称为编谱。编谱的重要一环，是用统计理论来处理所获得的实测子样[]。 3.1.2 统计分析方法 对于随机载荷，统计分析方法主要有两类：计数法和功率谱法[]。由于产生疲劳损伤的主要原因是循环次数和应力幅值，因此在编谱时首先必须遵循某一等效损伤原则，将随机的应力—时间历程简化为一系列不同幅值的全循环和半循环，这一简化的过程叫做计数法。功率谱法是借助富氏变换，将连续变化的随机载荷分解为无限多个具有各种频率的简单变化，得出功率谱密度函数。在抗疲劳设计中广泛使用计数法。 目前，已有的计算法有十余种之多，同一应力—时间历程用不同计数法编制出的载荷谱有时会差别很大。当然，按照这些载荷谱来进行寿命估算或试验，也会给出不同的结果。从统计观点上看，计数法大体分为两类：单参数法和双参数法[]。 所谓单参数法是指只考虑应力循环中的一个变量，例如，峰谷值、变程（相邻的峰值与谷值之差），而双参数法则同时考虑两个变量。由于交变载荷本身固有的特性，对任一应力循环，总需要用两个参数来表示。其代表是雨流计数法。 雨流计数法是目前在疲劳设计和疲劳试验中用的最广泛的一种计数方法，是对随机信号进行计数的一种方法的一种。雨流计数法与变程对—均值计数法一样具有比较严格的力学基础，计数结果介于峰值法和变程法之间，提供比较符合实际的数据。雨流法是建立在对封闭的应力—应变迟滞回线逐个计数的基础上，它认为塑性的存在是疲劳损伤的必要条件，从疲劳观点上看它比较能够反映随机载荷的全过程。由载荷—时间历程得到的应力—应变迟滞回线与造成的疲劳损伤是等效的[]。
疲劳分析流程 fatigue
摘要：疲劳破坏是结构的主要失效形式，疲劳失效研究在结构安全分析中扮演着举足轻重的角色。因此结构的疲劳强度和疲劳寿命是其强度和可靠性研究的主要内容之一。机车车辆结构的疲劳设计必须服从一定的疲劳机理,并在系统结构的可靠性安全设计中考虑复合的疲劳设计技术的应用。国内的机车车辆主要结构部件的疲劳寿命评估和分析采用复合的疲劳设计技术，国外从疲劳寿命的理论计算和疲劳试验两个方面在疲劳研究和应用领域有很多新发展的理论方法和技术手段。不论国内国外，一批人几十年如一日致力于疲劳的研究，对疲劳问题研究贡献颇多。 关键词：疲劳 UIC标准疲劳载荷 IIW标准 S-N曲线机车车辆 一、国内外轨道车辆的疲劳研究现状 6月30日15时，备受关注的京沪高铁正式开通运营。作为新中国成立以来一次建设里程最长、投资最大、标准最高的高速铁路，京沪高铁贯通“三市四省”，串起京沪“经济走廊”。京沪高铁的开通，不仅乘客可以享受到便捷与实惠，沿线城市也需面对高铁带来的机遇和挑战。在享受这些待遇的同时，专家指出，各省市要想从中分得一杯羹，配套设施建设以及机车车辆的安全性绝对不容忽略。根据机车车辆的现代设计方法，对结构在要求做到尽可能轻量化的同时，也要求具备高度可靠性和足够的安全性。这两者之间常常出现矛盾，因此，如何准确研究其关键结构部件在运行中的使用寿命以及如何进行结构的抗疲劳设计是结构强度寿命预测领域研究中的前沿课题。 在随机动载作用下的结构疲劳设计更是成为当前机车车辆结构疲劳设计的研究重点，而如何预测关键结构和部件的疲劳寿命又是未来机车车辆结构疲劳设计的重要发展方向之一。机车车辆承受的外部载荷大部分是随时间而变化的循环随机载荷。在这种随机动载荷的作用下，机车车辆的许多构件都产生动态应力，引起疲劳损伤，而损伤累积后的结构破坏的形式经常是疲劳裂纹的萌生和最终结构的断裂破坏。随着国内铁路运行速度的不断提高，一些关键结构部件，如转向架的构架、牵引拉杆等都出现了一些断裂事故。因此，机车车辆的结构疲劳设计已经逐渐成为机车车辆新产品开发前期的必要过程之一，而通过有效的计算方法预测结构的疲劳寿命是结构设计的重要目标。 1.1国外 早在十九世纪后期德国工程师Wohler系统论述了疲劳寿命和循环应力的关系并提出了S-N 曲线和疲劳极限的概念以来，国内外疲劳领域的研究已经产生了大量新的研究方法和研究成果。 结构疲劳设计中主要有两方面的问题：一是用一定材料制成的构件的疲劳寿命曲线；二是结构件的工作应力谱，也就是载荷谱。载荷谱包括外部的载荷及动态特性对结构的影响。根据疲劳寿命曲线和工作应力谱的关系，有3种设计概念：静态设计(仅考虑静强度)；工作应力须低于疲劳寿命曲线的疲劳耐久限设计；根据工作强度设计，即运用实际使用条件下的载荷谱。实际载荷因为受到车辆等诸多因素的影响而有相当大的离散性，它严重地影响了载荷谱的最大应力幅值、分布函数及全部循环数。为了对疲劳寿命进行准确的评价，必须知道设计谱的存在概率，并且考虑实际载荷离散性，才可以确定结构可靠的疲劳寿命。 20世纪60年代，世界上第一条高速铁路建成，自那时起，一些国外高速铁路发达国家已经深入研究机车车辆结构轻量化带来的关键结构部件的疲劳强度和疲劳寿命预测问题。其中，包括日本对车轴和焊接构架疲劳问题的研究；法国和德国采用试验台仿真和实际线路相结合的技术开发出试验用的机车车辆疲劳分析方法；英国和美国对转向架累计损伤疲劳方面的研究等等。在这些研究中提出了大量有效的疲劳寿命的预测研究方法。 1.2、国内 1.2.1国内疲劳研究现状与方法 国内铁路相关的科研院所对结构的疲劳寿命也展开了大量的研究和分析，并且得到了很多研
高强度钢超高周疲劳特性试验研究
高强度钢超高周疲劳特性试验研究 大连海事大学 李治彬 姜 华 黑龙江船检局 邵长青 摘要 该文介绍了以20kH z 超声波振动疲劳试验机对三组55SC7高强度钢试材作超高周疲劳 特性试验研究。试验结果表明:在高周区及超高周区S 2N 曲线呈下降趋势,与传统假设完全不一; 疲劳强度并不随其硬度(H v )及弹性极限(σb )的提高而提高;疲劳裂纹萌生于试件内部,主要由硫化物和钙化物等杂质所致。 关键词 材料性能 高强度钢 超声波振动 试验研究 作者简介:李治彬,男,1950年生,教授,巴黎C NAM 博士研究生。 1 前 言 在航空、航天、汽车及造船等工程领域内,以往 人们主要考虑和研究材料低周疲劳强度(小于106周),而对于高周(大于106周)疲劳强度的确定,一般只采取某处假设与近似方法。传统的假设认为高周疲劳强度是不变的,即认为材料的应力与寿命曲线(S —N 曲线)在高周区呈水平线,大于106周的疲劳强度与106周的疲劳强度是一样,试件在高周寿命区不会出现破坏。 这主要是因为一般的疲劳试验机,要进行高周疲劳试验研究是根本不可能的。一个30H z 的疲劳试验机,要完成一个试件的1010周的疲劳试验需11年;要进行一组几十个试件的试验需几百年时间。 然而,本文介绍了采用20kH z 的超声波振动疲劳试验机后,一个试件的疲劳寿命试验,106周不到一分钟,109周需15小时,达到1010周只需6天时间。而从试验结果的S 2N 曲线看,曲线在106周并没有明显变化,直到1010周后曲线并没有变成水平渐近线,而是呈下降趋势,试件依然折断。这说明与传统的假说完全不同。 2 疲劳试验 2.1 试验设备 图1为20kH z 超声波振动疲劳试验机。该试验 机的原理主要是由压电发生器产生20kH z 的振动,并为转换器提供一个正弦波的振动源,转换器将电波转换成机械振动,再由一个放大器将机械振动位 移放大,试件被连接在放大器上并与放大器一起产生一个20kH z 的共振。经计算,可算出位移与应力之间的关系,并可以通过计算机算出给定位移的相应应力值,从而可得到每个试件的疲劳周数与应力值的关系曲线(S 2N 曲线) 。 图1 试验系统 2.2 试件尺寸与形状 试件尺寸与形状如图2所示 。 图2 试件几何形状及尺寸 试件必须设计成:其自振频率为20kH z ,试件中心区域为0≤x ≤L 2,试件尺寸(mm )R 0=31、R 1=1. 25、R 2=3.25、L 2=10.95、L =41.2,弹性模量E d = 2001年 船 舶 工 程 第2期
公路养护费用计算方法详细
. 公路养护支出第十四条 公路日常维护费：依照交通部《公路养护技术规范》工程 分类范围确定实施项目及交通厅计划处下达的《河南省高速公路维修保养工程费用标准暂行规定》编制。高速公路小修养护包括路基，路面，桥涵、隧道及交叉工程 房屋的保养和日常维修。路基、)(中心和沿线设施、养护工区路面和沿线设施维修保养费用包括直接费和间接费。高 速公路维修保养总费用：公路主体工程维修保养费用计 年、不含2、2-5年(算：通车年限按通车2年以内(含2年))(路面宽度5年以上三种情况分别计算，车道数量含5年)和按标准四车道考虑。公路主体工程维修保养费用值：D(元) KY ＝K×L×的确定Yg1 K=15000 2年以内(含年) 2K=49294 ) 2年、含5年(2-5年)不含K=62501 5年以上 ) (公里L：路线总长度调整系数，其确定方法如下：D: )D=1 2年含2年以内(+0.025X2+0.001X3 0.023X1＝2D 2-5年：年以上：5D=0.03426X1+0.0129X2+0.00078X3+0.357 ;. . )
年：计算年限(X1 处理后年限×路面大范围处理面积／路面总面积X1=∑【(() 路面未大范围处理面积／路面总面积×通车年限．路】+1)+面未大范围处理面积：指从通车以来从未进行过大面积维修的路面面积。) 千辆／日(9月的平均日交通量X2：上年度l一注：平均日交通量应折算为小客车。(辆／日公里。)：上年度X31-9月的平均日每公里重车量注：重车量指交通量年报表中大型货车、特大型货车、拖挂货车、集装箱车和大型客车五种车型自然数之和。公路主体工程维修保养费用计算表 保养总费用应按照通车年限不同分别计算后进行求和。第十五条;. .
疲劳耐久测试系统疲劳损伤谱(FDS)功能
疲劳耐久测试系统中的疲劳损伤频谱(FDS)允许用户通过比较不同随机曲线，正弦扫频曲线或两者的组合而发现设备的潜在损害。振动所引起的损伤可以发生在下列情况之一: 1、对物体的极度瞬时应力所造成的损伤。 2、当某一应力水平的高循环次数应用于该物体时，疲劳造成的损伤。 FDS表示一个物体的产生疲劳损伤的能量的频谱。 如何实现随机振动疲劳分析 FDS函数利用S-N曲线构建频谱分析图。S-N曲线表示对材料(S)施加的应力和应用应力(N)的循环次数。通过频谱分析图我们可以实现随机振动疲劳分析。铝条的S-N曲线如下图所示: FDS功能能够提供一种方法，通过计算最快的破坏或破坏路径来减少试验时间。根据FDS的计算，将随机或扫频正弦的能量集中到它将引起最疲劳损伤的地方，加速了测试时间。 简而言之，FDS让用户了解何种振动频谱会对对象造成更大的损害，并使用该信息和其他参数(比如峰态)来减少测试时间。利用晶钻仪器Spider-80X 多通道数据采集仪（或Spider-81 振动台控制仪）采集数据，并通过EDM随
机测试功能生成疲劳损伤谱，下图是20Hz-40Hz的4g峰值的正弦曲线的疲劳损伤谱: 通过这些具体的测试，在较高的频率域内随机频谱造成的疲劳损伤大于正弦扫频曲线。然而，在低频范围内，疲劳损伤是相似的。 当然，结果取决于测试对象的特性(比如S-N曲线的斜率)和配置文件的水平和频率范围。 这将提供一种方法来比较和研究具有相对相同级别的目标谱是否适合于运行特定的测试。在许多测试中，目标是通过失效对象来估计对象的目标生命。通过进行FDS分析，可以显著降低扩展测试的时间(例如，进行40小时的测试取代400小时的测试)，以达到同样的目标，即试件失效。对于一个昂贵而复杂的测试对象，如卫星，完全破坏是不需要的。因此，利用FDS分析，可以减小应力的持续时间和强度，以观察长期振动试验中可能出现的松动部分。 杭州锐达数字技术有限公司是美国晶钻仪器公司中国总代理，负责产品销售、技术支持与产品维护，是机械状态监测、振动噪声测试、动态信号分析、动态数据采集、应力应变测试等领域的供应商，提供手持一体化动态信号分析系统、多通道动态数据采集系统、振动控制系统、多轴振动控制系统、三综合试验系统和远程状态监测系统等。更多详情请拨打联系电话或登录杭州锐达数字技术有限公司咨询。
疲劳分析计算的流程
疲劳分析，从零开始 1 测量应变、应力谱图 （1）衡量应力集中的区域，布置应变片 可以通过模拟（有限元）或试验（原型上涂上一层油漆，待油漆干后施加载荷，油漆剥落的地方应力集中），确定应力集中的区域，然后按左下图在应力集中区域布置三个应变片： 因为材料是各向同性，所以x,y方向并不一定是水平和竖直方向，但两者一定要垂直，中间一个一定要和x,y方向成45°角。 （2）根据测的应变和材料性能，计算应力 测得的三个应变，分别记为εx, εy, εxy。两个主应力（假设只有弹性变形）： 其中，E为材料的弹性模量，μ为泊松比。根据这两个主应力，可以计算出有些方法可能需要的等效应力（主要目的是将多分量的应力状态转化为一个数值，以方便应用材料的疲劳数据），如米塞斯等效应力：
()()222122121σσσσσ++-=m 或最大剪应力： ()2121 σσστ-= 实际测量的是应变-时间谱图，应力（或等效应力）-时间谱图可由上述公式计算。 （３）分解谱图 就是对上面测得的应力（应变）－时间谱图进行分解统计，计算出不同应力（包括幅度和平均值）循环下的次数，以便计算累积的损伤。最常用的是雨流法（rainflow counting method ）。 2 获取材料数据 如果载荷频率不高，可以做一组简单的疲劳测试（正弦应力，拉压或弯曲均可，有国家标准）： 得到一条应力-寿命（即循环次数）曲线，即所谓的S-N 曲线：
1：如果载荷频率较高或温度变化较大，还要测量不同平均应力和不同温度下的S-N 载荷，以便进行插值计算，因为此时平均应力对寿命有影响。也可以根据不同的经验公式（如Ｇｏｏｄｍａｎ准则，Ｇｅｒｂｅｒ准则等），以及其他材料性能（如拉伸强度，破坏强度等），由普通的Ｓ－Ｎ曲线（即平均应力为０）来计算平均应力不为零时对应的疲劳寿命。 2：如果材料数据极为有限，或者公司很穷很懒不愿做疲劳试验，也可以由材料的强度估算疲劳性能。 3：:如果出现塑性应变，累计损伤一般基于应变－寿命曲线（即Ｅ－Ｎ曲线），所以需要施加应变载荷。 3 损伤计算 到目前为止，疲劳分析基本上是基于经验公式，还没有完全统一的理论。损伤 累积的计算方法有很多种，最常用的是线性累计损伤（即Ｍiner 准则）， 但其结果不保守，计算得到的寿命偏高。 ∑∑≥=0.1,f i i i N n D 准确度比较高的累计准则是双线性准则，并且计算比“破坏曲线法”要容易，所以，是一个很好的折衷选择。
EA1N车轴材质高周疲劳性能研究
EA1N车轴材质高周疲劳性能研究 摘要：对国产EA1N材质车轴疲劳性能进行研究，分别对不同含碳量的EA1N 车轴光滑小试样和缺口小试样进行高周旋转弯曲试验，进过107次旋转弯曲循环负载后，试样50%以上试样未有损伤或断裂。含碳量较高的试样疲劳强度更高。 关键词：EA1N材质车轴疲劳缺口试样 Study of Fatigue Behavior in the High-Cycle Regime in EA1N Axles Steel CUI Yong Liang，、XU Jun Sheng、LEI Jian Zhong （TAI YUAN HEA VY INDUSTRY CO.，LTD WHEEL&AXLE SUBCOMPLANY） abstract：Has studied the Fatigue Behavior fo EA1N Axles Steel in the High-Cycle Regime .EA1N axles of different carbon content of smooth specimens and notched specimens of high cycle rotating bending test，After 107 times of rotating bending cyclic load，the sample more than 50% specimens without injury or fracture. Higher carbon content of the sample higher fatigue strength. Key words：EA1N Axles、Fatigue Behavior、notched specimen 序言 车轴是机车车辆的关键行走部件之一，它的断裂将导致列车脱轨，由于机车车辆在不同的线路工况下行驶，装载条件时常发生变化，其负荷条件也时常发生变化，使得车轴承受着极为复杂的随机载荷，这些载荷主要是以交变载荷的形式存在，因此车轴是一个典型的疲劳件，常会发生疲劳破环，。随着机车车辆高速重载的发展，对车轴材质的抗疲劳性能研究是至关重要的。EA1N材质是欧洲铁路车轴广泛应用的一种车轴材质。EN13261是世界上最先进的车轴标准之一，不仅对车轴的机械性能、化学成分等做了要求，而且对车轴材质疲劳性能做了要求，本文就不同含碳量国产EA1N材质车轴疲劳性能做了试验研究。为国产EN1N 材质车轴可靠性评价做了试验基础。 1.试样制备 试验材料选用太原钢铁集团有限公司EA1N材质轧制方坯，由太重轮轴分公司生产的车轴。试样轴T1和T2化学成分符合见表1，车轴轮座1/2R处性能见表2 表1 EA1N车轴材质化学成分
路面养护方案
路面养护方案 一、路面总体养护方案 （1）伸缝、缩缝、纵缝嵌缝，全面检查每年不少于4次；板块裂缝灌缝、局部损坏及时维修。 （2）沥青路面: A. 路面不出现坑槽。 B.路面不出现裂缝。C. 路面不出现烂边、脱落、掉渣。D. 路面不下沉。 （3）对损坏或被盗的各类路面井环、井盖，必须及时更换，或在接到上级部门指令或通知时，必须在 1个小时内更换完毕。 二、路面管养与维护的一般要求 （1）路面结构是直接承受荷载，并将其传递到路基的重要体系。它同时又直接受到气候变化影响和雨水冲刷的作用。因此，必须要经常巡查，发现各类病害，并及时采取适当的养护维修手段，使道路经常保持平整、完好、美观，提高其技术状况。 （2）经常对路面进行小修保养，防止路面的裂缝、松散、拥包、错台、碎裂等病害发生和发展，保持路面平整完好，排水顺畅，并且有足够强度和抗滑性能，确保行手安全。应经常清扫，保持路面整洁。 （3）路面养护维修应保证原路面的结构标准，不降低原结构强度。 （4）路面的养护维修，其修补部分必须呈矩形，并且一边必须平行于道路中线。 （5）在保养和维修过程中，不要将垃圾、余土等抛于路外而污染沿线周围环蕊。 （6）路面表层裂缝补修时，面积较大时，可先铣刨旧路面，再加罩沥青混合料面层；主裂缝较明显，且未造成基层破坏时，缝宽在10mm 以内，可采用热沥青灌缝:缝宽大于10mm时，可用沥青砂或细粒式沥青混凝土补缝。 （7）路面龟裂、松散、破碎的修补，应用挖补方法修复，清除损坏面层，
将基层表面凿毛清扫，涂刷沥青粘结剂，重新铺筑沥青混合料，因基层引起的面层松散、破碎，应先处理基层，再修补面层。 （8）路面表层麻面程度严重的路段，应采用先铣刨旧路面，再加罩沥青混合料面层。 （9）路面坑槽，应用挖补方法修复，做到圆洞方补、浅洞深补、湿洞干补、小洞大补。因基层原因引起的坑槽，应先处理基层，再用沥青混合料修补面层。 (10)路面拥包、车辙，若面积较小，深度小于20mm，可用加热器烘烤铲平或铣刨机削平；面积较大，深度大于20mm的应用挖槽补修方法处理。因基层引起的严重拥包、车辙，应先处理基层，再用沥青混合料修补面层。 (11) 路面啃边，可用挖补修复方法。如侧石受损的，应一并修复。 (12) 路面脱皮，先清除脱落松动部分，铣刨方正后，喷洒粘层沥青后重新铺面层。 (13) 路面翻浆，若因基层质量不好或土基原因产生的翻浆，把土基处理好后，再进行基层和面层的修补。 (14)沥青摊铺面积≥50m2时应采用摊铺机铺筑。摊铺机应有自动或半自动调节厚度和找平装置，其边线应有挡板，挡板应顺直。纵向搭缝要顺直。 (15)沥青混合料一层碾压的成型厚度不得大于 10cm，大于10cm 时应分层摊铺和压实。 (16)沥青混合料用人工铺筑时，自路边到路中，应翻锹，不得扬锹远甩；边摊铺边整平，及时整形，不得频繁刮翻。分路幅铺筑时，分界线应近路中心或车道划线处，并设挡板使接缝平齐。 (17)压路机碾压自路边压向路中，缓慢、匀速进行。不得在碾压层上调头、转向或突然刹车，碾压的沥青路面不得出现推挤和裂缝。每次来回应重叠，两轮压路机重叠不小于30cm，三轮压路机重叠为后轮宽的一半。 (18)新旧沥青混合料相接处，应先将旧沥青路面接口处凿齐，并涂以沥青粘合剂，铺新料后迅速刮平、夯实，并用压路机顺接缝方向加强碾压，直到接茬平
材料的疲劳性能汇总
一.本章的教学目的与要求 本章主要介绍材料的疲劳性能，要求学生掌握疲劳破坏的定义和特点，疲劳断口的宏观特征，金属以及非金属材料疲劳破坏的机理，各种疲劳抗力指标，例如疲劳强度，过载持久值，疲劳缺口敏感度，疲劳裂纹扩展速率以及裂纹扩展门槛值，影响材料疲劳强度的因素和热疲劳损伤的特征及其影响因素，目的是为疲劳强度设计和选用材料建立基本思路。 二．教学重点与难点 1. 疲劳破坏的一般规律（重点） 2．金属材料疲劳破坏机理（难点） 3. 疲劳抗力指标（重点） 4.影响材料及机件疲劳强度的因素（重点） 5热疲劳（难点） 三．主要外语词汇 疲劳强度：fatigue strength 断口：fracture 过载持久值：overload of lasting value 疲劳缺口敏感度：fatigue notch sensitivity 疲劳裂纹扩展速率：fatigue crack growth rate 裂纹扩展门槛值：threshold of crack propagation 热疲劳：thermal fatigue 四. 参考文献 1.张帆，周伟敏.材料性能学.上海：上海交通大学出版社，2009 2.束德林.金属力学性能.北京：机械工业出版社，1995 3.石德珂，金志浩等.材料力学性能.西安：西安交通大学出版社，1996 4.郑修麟.材料的力学性能.西安：西北工业大学出版社，1994 5.姜伟之，赵时熙等.工程材料力学性能.北京：北京航空航天大学出版社，1991 6.朱有利等.某型车辆扭力轴疲劳断裂失效分析[J]. 装甲兵工程学院学报，2010,24（5）：78-81 五．授课内容
高速公路路面养护工程作业方法
高速公路路面养护工程作业方法 一、路面保洁 1．每天清扫路面、清除边坡泥土、杂物，保持路面排水畅通； 2．冬季应及时铲除全线（包括桥涵路面）路面积雪、积冰，并排出路肩以外；雨天应及时清扫路面积水，防止积水渗入基层； 3．清理路面污染和桥梁伸缩缝、泄水沟管杂物，保证桥梁伸缩装置正常工作和桥梁排水沟管的排泄畅通。 4．积极做好管辖路段的保洁工作的检查和监督，并及时向公司路政及相关管理部门汇报： （1）路损设施； （2）盗窃、破坏路产路权行为； （3）制止肇事车辆的逃逸行为、并积极协助清理维护现场和救助伤员等。 5．积极配合完成业主布置的春运、防汛等重大活动的突击性任务。 二、路面维修养护 （1）及时、经常地对路面进行保养和修理，防止路面松散、裂缝和拥包等各种病害的产生和发展； （2）通过对路面的保养和修理，保持和提高路面的平
整度和抗滑能力，确保路面安全、舒适的行驶性能； （3）通过对路面的修理和改善，保持和提高路面的强度，确保路面的耐久性； （4）防止因路面损坏和养护操作污染沿线环境； （5）及时清扫路面杂物和冬季积雪，保持高速公路安全畅通与路面和环境的清洁； （6）路面养护应重视路面排水，及时修补沥青路面的坑槽和裂缝，防止地表水渗入基层；并应保养路面排水设施和保证路面横坡，利于排水； （7）路面病害修复和处理方案，应经工程师审批后实施。 三、路面常见破损修复 1．一般要求 根据不同病害的特征及产生原因制定行之有效的处理措施，消除质量隐患和防止病害的扩大，保证路面的使用质量和期限。 2．路面裂缝的修理 必须首先分析裂缝产生的原因，对因路基或路面基层强度不足而产生的结构性裂缝，应先采用适宜的方法进行结构补强处理，待满足要求后再处理路面。裂缝的处理必须采用专用的开槽、灌缝一体化的设备，应根据裂缝发展的宽度，具备开槽5cm以上，热吹风清缝能力的灌缝设备。开槽后应
讲解—材料的疲劳性能
材料的疲劳性能 一.本章的教学目的与要求 本章主要介绍材料的疲劳性能，要求学生掌握疲劳破坏的定义和特点，疲劳断口的宏观特征，金属以及非金属材料疲劳破坏的机理，各种疲劳抗力指标，例如疲劳强度，过载持久值，疲劳缺口敏感度，疲劳裂纹扩展速率以及裂纹扩展门槛值，影响材料疲劳强度的因素和热疲劳损伤的特征及其影响因素，目的是为疲劳强度设计和选用材料建立基本思路。 二．教学重点与难点 1. 疲劳破坏的一般规律（重点）2．金属材料疲劳破坏机理（难点） 3. 疲劳抗力指标（重点） 4.影响材料及机件疲劳强度的因素（重点） 5热疲劳（难点） 三．主要外语词汇 疲劳强度：fatigue strength 断口：fracture 过载持久值：overload of lasting value疲劳缺口敏感度：fatigue notch sensitivity 疲劳裂纹扩展速率：fatigue crack growth rate 裂纹扩展门槛值：threshold of crack propagation 热疲劳：thermal fatigue 四. 参考文献 1.张帆，周伟敏.材料性能学.上海：上海交通大学出版社，2009 2.束德林.金属力学性能.北京：机械工业出版社，1995 3.石德珂，金志浩等.材料力学性能.西安：西安交通大学出版社，1996 4.郑修麟.材料的力学性能.西安：西北工业大学出版社，1994 5.姜伟之，赵时熙等.工程材料力学性能.北京：北京航空航天大学出版社，1991 6.朱有利等.某型车辆扭力轴疲劳断裂失效分析[J]. 装甲兵工程学院学报，2010,24（5）：78-81 五．授课内容 第五章材料的疲劳性能 第一节疲劳破坏的一般规律 1、疲劳的定义 材料在变动载荷和应变的长期作用下，因累积损伤而引起的断裂现象，称为疲劳。 2、变动载荷指大小或方向随着时间变化的载荷。 变动应力：变动载荷在单位面积上的平均值 分为：规则周期变动应力和无规则随机变动应力 3、循环载荷（应力）的表征 ①最大循环应力：σmax ②最小循环应力：σmin ③平均应力：σm=（σmax+σmin）/2 ④应力幅σa或应力范围Δσ：Δσ=σmax-σminσa=Δσ/2=（σmax-σmin）/2 ⑤应力比（或称循环应力特征系数）：r= σmin/σmax 5、循环应力分类 按平均应力、应力幅、应力比的不同，循环应力分为 ①对称循环σm=（σmax+ σmin）/2=0 r=-1 属于此类的有：大多数旋转轴类零件。 ②不对称循环 σm≠0 如：发动机连杆、螺栓 （a）σa> σm>0，-1
ansysworkbench疲劳分析
第一章简介 1.1 疲劳概述 结构失效的一个常见原因是疲劳，其造成破坏与重复加载有关。疲劳通常分为两类：高周疲劳是当载荷的循环（重复）次数高(如1e4 -1e9)的情况下产生的。因此，应力通常比材料的极限强度低，应力疲劳（Stress-based）用于高周疲劳；低周疲劳是在循环次数相对较低时发生的。塑性变形常常伴随低周疲劳，其阐明了短疲劳寿命。一般认为应变疲劳（strain-based）应该用于低周疲劳计算。 在设计仿真中，疲劳模块拓展程序（Fatigue Module add-on）采用的是基于应力疲劳（stress-based）理论，它适用于高周疲劳。接下来，我们将对基于应力疲劳理论的处理方法进行讨论。 1.2 恒定振幅载荷 在前面曾提到，疲劳是由于重复加载引起： 当最大和最小的应力水平恒定时，称为恒定振幅载荷，我们将针对这种最简单的形式，首先进行讨论。 否则，则称为变化振幅或非恒定振幅载荷。 1.3 成比例载荷 载荷可以是比例载荷，也可以非比例载荷： 比例载荷，是指主应力的比例是恒定的，并且主应力的削减不随时间变化，这实质意味着由于载荷的增加或反作用的造成的响应很容易得到计算。 相反，非比例载荷没有隐含各应力之间相互的关系，典型情况包括： σ1/σ2=constant 在两个不同载荷工况间的交替变化； 交变载荷叠加在静载荷上； 非线性边界条件。 1.4 应力定义 考虑在最大最小应力值σmin和σmax作用下的比例载荷、恒定振幅的情况： 应力范围Δσ定义为(σmax-σmin) 平均应力σm定义为(σmax+σmin)/2 应力幅或交变应力σa是Δσ/2 应力比R是σmin/σmax 当施加的是大小相等且方向相反的载荷时，发生的是对称循环载荷。这就是σm=0，R=-1的情况。 当施加载荷后又撤除该载荷，将发生脉动循环载荷。这就是σm=σmax/2，R=0的情况。 1.5 应力-寿命曲线 载荷与疲劳失效的关系，采用的是应力-寿命曲线或S-N曲线来表示： （1）若某一部件在承受循环载荷, 经过一定的循环次数后,该部件裂纹或破坏将会发展，而
材料的疲劳性能
材料的疲劳性能一、疲劳破坏的变动应力 材料在变动载荷和应变的长期作用下，因累积损伤而引起的断裂现象，称为疲劳。变动载荷指大小或方向随着时间变化的载荷。变动载荷在单位面积上的平均值称为变动应力，分为规则周期变动应力（或称循环应力）和无规则随 1 /2； min） 2 应力； ②不对称循环：σm≠0，-1
④波动循环：σm>σa，0 ②疲劳破坏属于低应力循环延时断裂，对于疲劳寿命的预测显得十分重要和必要； ③疲劳对缺陷（缺口、裂纹及组织）十分敏感，即对缺陷具有高度的选择性。因为缺口或裂纹会引起应力集中，加大对材料的损伤作用；组织缺陷（夹杂、疏松、白点、脱碳等）将降低材料的局部强度。二者综合更加速疲劳破坏 出现两个疲劳源。 （2）疲劳裂纹扩展区（亚临界扩展区）? 疲劳裂纹扩展区特征为断口较光滑并分布有贝纹线或裂纹扩展台阶。贝纹线是疲劳区最典型的特征，是一簇以疲劳源为圆心的平行弧线，凹侧指向疲劳源，凸侧指向裂纹扩展方向。近疲劳源区贝纹线较细密（裂纹扩展较慢），远