结构振动疲劳研究的总结报告
机械震动总结报告范文

机械震动总结报告范文摘要:本报告旨在总结机械震动的特性、产生原因、评价与控制方法等方面的研究成果,并提出针对性的改进建议。
通过实验、理论分析以及相关文献的综合研究,本报告对机械震动进行了全面的分析。
一、引言机械震动是机械系统运行中普遍存在的问题,它不仅影响机械设备的寿命与运行可靠性,还对人员安全与舒适性产生负面影响。
因此,深入研究机械震动的特性与控制方法具有重要意义。
二、机械震动的特性机械震动可分为结构振动与运动不平衡引起的震动两个方面。
结构振动可以进一步细分为弹性振动、固有频率振动、共振振动和自由振动等。
运动不平衡震动是指机械系统在高速旋转时由于质量不平衡而产生的振动。
机械震动具有周期性、随机性和冲击性等特点。
三、机械震动的产生原因机械震动的产生原因很多,包括机械系统的设计、制造与安装等方面因素,如结构刚度不足、轴承损坏、未能正确安装等。
同时,运行过程中的外力扰动、机械系统的故障以及材料疲劳等也是机械震动产生的原因。
四、机械震动的评价方法机械震动的评价方法包括振动参数测量与分析、人体感受评价和影响分析等。
振动参数测量与分析可以通过加速度传感器、速度传感器等获取振动信号,并利用频率谱分析、阶次分析等方法对振动信号进行处理与评估。
人体感受评价主要通过实验与人员主观感受相结合来进行。
而影响分析则通过对机械震动引起的噪声、振动等对周围环境与设备的影响进行分析与预测。
五、机械震动的控制方法机械震动的控制方法包括设计改进、结构增强、材料优化等方面的措施。
在设计阶段,应考虑结构刚度、惯性力的平衡等因素,同时合理选择材料与制造工艺。
在运行阶段,可以通过动平衡、振动隔离、减振措施等来控制机械震动。
六、改进建议综合以上研究成果,本报告提出以下改进建议:1. 加强机械震动的设计与制造规范,提高机械系统的耐震性能;2. 在设计阶段加大对结构刚度、质量平衡等的考虑;3. 加强结构优化设计,减少共振现象的发生;4. 提高材料的抗疲劳与抗震性能;5. 加强振动监测与预警,及时发现并解决机械系统中的故障。
疲劳试验工作总结

疲劳试验工作总结概述本文档旨在总结过去一段时间内进行的疲劳试验工作,并对工作过程中遇到的问题和经验进行总结。
通过本次工作的总结,可以为今后的疲劳试验工作提供借鉴和改进的方向。
工作内容在过去的一段时间内,我负责进行了一系列疲劳试验工作,主要包括以下几个方面:1.试验设计与准备:根据产品的要求和试验标准,制定了试验计划和试验方案,并进行了相应的试验准备工作,包括确定试验样本、搭建试验环境、准备试验设备等。
2.试验执行:按照试验方案,对试验样本进行了疲劳试验,记录了试验过程中的关键数据和观察结果,并及时进行了数据整理和记录。
3.数据分析与结果总结:对试验过程所得到的数据进行了分析和整理,综合考虑试验结果、样本损坏情况、试验设备状况等因素,对试验得出的结论进行总结和归纳。
4.问题与经验总结:总结了工作中遇到的问题和解决方法,以及在实际操作中获得的一些经验和教训,为今后的疲劳试验工作提供参考和借鉴。
问题与解决方法在进行疲劳试验工作过程中,我遇到了一些问题,并采取了相应的解决方法,具体如下:1.试验样本失效问题:在疲劳试验过程中,部分试验样本出现了失效现象,无法完成预定的试验次数。
针对这个问题,我仔细分析了样本失效的原因,并在后续试验中优化了样本的选择和准备工作,降低了样本失效的概率。
2.试验设备故障问题:在试验过程中,遇到了试验设备故障导致试验中断的情况。
针对这个问题,我及时联系相关技术人员进行维修,并在后续的试验中对设备进行了更加细致的维护和保养,以确保试验工作的顺利进行。
经验与教训通过这段时间的疲劳试验工作,我获得了一些宝贵的经验和教训,总结如下:1.试验计划的重要性:在进行疲劳试验前,制定详细的试验计划和方案非常重要。
准确的试验计划可以帮助我们预估试验时间、确定试验目标、准备好所需资源,并且在试验过程中能够及时掌握试验的进展情况。
2.设备维护保养的重要性:试验设备的正常运行对于试验结果的准确性和可靠性至关重要。
结构振动疲劳技术

结构振动疲劳技术结构振动疲劳技术在工程结构设计和维护中具有重要意义。
它研究结构在振动载荷下的疲劳行为,帮助工程师预测结构的寿命,采取适当的措施延长结构的使用寿命。
本文将介绍结构振动疲劳技术的基本原理、应用和发展方向。
结构振动疲劳技术的基本原理是通过研究结构在振动载荷下的疲劳行为来预测结构的寿命。
结构的振动载荷可以是自然产生的,也可以是外部施加的,例如机械振动、风振等。
结构在振动载荷下会发生应力、应变的变化,超过材料的疲劳极限会导致结构的损坏。
结构振动疲劳技术的应用可以分为结构设计和结构维护两个方面。
首先,结构设计阶段需要预测结构在整个使用寿命内的振动疲劳性能。
工程师需要根据结构的使用要求,并参考材料的应力-寿命曲线,预测结构的寿命,并选择适当的材料和结构形式来满足寿命要求。
其次,在结构维护阶段,工程师需要对结构进行定期检测和监测,以及根据实际的使用情况和疲劳损伤情况采取相应的维护措施,延长结构的使用寿命。
结构振动疲劳技术的发展方向主要包括以下几个方面。
首先,精确预测结构的振动疲劳性能是结构设计的关键。
工程师需要进一步研究不同材料和结构形式的振动疲劳特性,优化结构设计,提高结构的使用寿命。
其次,结构振动疲劳技术需要与其他技术相结合,例如结构动力学、材料力学等。
通过综合运用多种技术手段,能够更加准确地预测结构的振动疲劳性能,指导结构设计和维护工作。
另外,随着科技的发展,结构振动疲劳技术也可以应用于智能结构和无人机等领域。
利用传感器和数据处理技术,能够实时监测结构的振动疲劳情况,提供及时的预警和维护建议。
结构振动疲劳技术在很多领域具有广泛应用。
例如建筑工程、桥梁工程、飞机设计等。
这些工程结构长期受到振动载荷的作用,需要保证结构的安全性和可靠性。
结构振动疲劳技术可以帮助工程师预测结构的使用寿命,选择合适的材料和结构形式。
它还可以指导结构的维护工作,减少结构的损伤和维护成本。
综上所述,结构振动疲劳技术在工程结构设计和维护中具有重要意义。
振动分析总结报告

振动分析总结报告1. 引言振动分析是一种通过观察和分析振动现象来了解物体结构及其运动状态的技术。
在工程领域中,振动分析被广泛应用于机械、汽车、航空航天等行业。
本报告旨在总结振动分析的基本原理、方法和应用,并提供一些实际案例进行说明。
2. 振动分析的基本原理振动分析的基本原理是基于振动信号的频率、幅值和相位等参数来分析物体的运动情况。
振动信号可以通过加速度传感器、振动传感器等仪器进行检测和采集。
常见的振动信号有时间域信号和频域信号。
•时间域信号:通过观察信号的时间波形来分析振动信号的特征。
常见的时间域分析方法有峰值检测、有效值计算、波形分析等。
•频域信号:通过将信号转换为频域表示来分析振动信号的频率成分。
常见的频域分析方法有傅立叶分析、功率谱分析、频谱分析等。
3. 振动分析的方法振动分析的方法根据分析的目的和振动信号的特点进行选择。
以下是常见的振动分析方法:3.1 时间域分析时间域分析是基于振动信号的时间波形进行分析的方法。
常见的时间域分析方法有:•峰值检测:通过检测信号的最大峰值来获取振动信号的幅值信息。
•有效值计算:通过计算信号的均方根值来获取振动信号的有效值信息。
•波形分析:通过观察信号的波形特征来分析振动信号的频率和幅值信息。
3.2 频域分析频域分析是将振动信号转换为频域表示进行分析的方法。
常见的频域分析方法有:•傅立叶分析:将信号分解为一系列正弦函数的和,获取振动信号的频率成分。
•功率谱分析:通过计算信号的功率谱来研究信号的频率分布情况,进一步了解振动信号的频率成分。
•频谱分析:将信号从时域表示转换为频域表示,获取振动信号的频率和幅值信息。
4. 振动分析的应用振动分析在工程领域中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用案例:4.1 故障诊断与预测振动分析可以用于机械设备的故障诊断和预测。
通过对设备振动信号的监测和分析,可以及时发现设备故障并预测故障发展趋势,从而采取相应的维修和保养措施,避免设备故障造成的生产事故和经济损失。
振动冲击对机械结构的疲劳破坏研究

振动冲击对机械结构的疲劳破坏研究机械结构在长期使用和运行的过程中,往往会遭受振动冲击的影响,这对结构的可靠性和耐久性都会产生重大影响。
因此,对振动冲击对机械结构的疲劳破坏进行深入研究具有重要意义。
首先,振动和冲击是机械结构长期运行中不可避免的外部条件。
振动是指物体在空间中周期性或非周期性地摆动或震动,而冲击则是指物体突然受到的推拉力或撞击力。
这两种外部条件都会给机械结构带来疲劳破坏的风险。
其次,振动和冲击会导致机械结构的疲劳寿命减少。
振动会引起机械结构内部的应力和变形,如果振动频率接近结构的固有频率,就可能造成共振现象,进而导致结构的破坏。
冲击则是在很短的时间内对结构施加高强度的力,这样的冲击荷载往往会导致结构的瞬时破坏。
振动和冲击的持续作用会导致机械结构的疲劳寿命缩短,加速结构的老化过程。
此外,振动和冲击产生的能量也可能对机械结构的局部区域造成损伤。
当振动和冲击能量的频率达到或接近结构的固有频率时,结构的某些部位可能会出现共振现象。
在共振状态下,结构局部区域的位移和应力会变得非常大,从而导致该区域的损伤甚至破坏。
因此,在设计和使用机械结构时,需要尽量避免结构的固有频率与振动或冲击源的频率相近,以减少共振的风险。
在振动冲击对机械结构疲劳破坏的研究中,一种常见的方法是通过模拟试验来获取相关数据,并进行数值分析和建模。
试验中,将机械结构置于特定的振动或冲击环境中,记录下结构的响应。
通过分析试验数据,可以得到结构的疲劳寿命和振动冲击对结构的影响程度。
同时,利用数学模型和有限元分析等工具,可以更精确地了解结构的内部应力和变形分布,以及结构在不同振动冲击条件下的破坏模式。
此外,在振动冲击研究的过程中,还需要考虑到机械结构的材料特性和结构的几何形状对疲劳破坏的影响。
不同材料有不同的疲劳强度和韧性,这会直接影响结构的耐久性。
而结构的几何形状也会决定结构在振动和冲击下的应力集中程度,从而影响结构的破坏位置和方式。
混凝土结构疲劳性能研究

混凝土结构疲劳性能研究随着现代建筑技术的不断发展,混凝土结构在建筑中的重要性越来越得到重视。
然而,混凝土结构在使用过程中也存在一些问题,其中之一就是疲劳性能。
疲劳性能是指材料在反复受到变形载荷作用下,经过一定的循环次数后出现的疲劳损伤和破坏的能力。
研究混凝土结构的疲劳性能,对于保证建筑物的安全性和耐久性具有重要意义。
一、疲劳性能的影响因素混凝土结构的疲劳性能受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:1.循环次数:循环次数是指材料在受到变形载荷作用下,经过的循环次数。
循环次数越多,材料的疲劳损伤和破坏越严重。
2.载荷幅值:载荷幅值是指变形载荷的最大值与最小值之间的差值。
载荷幅值越大,材料的疲劳损伤和破坏越严重。
3.载荷频率:载荷频率是指变形载荷作用的频率。
载荷频率越高,材料的疲劳损伤和破坏越严重。
4.温度变化:温度变化会导致混凝土结构产生热胀冷缩变形,从而影响其疲劳性能。
5.材料本身的性能:混凝土结构的材料本身的强度、韧性、裂缝性能等都会影响其疲劳性能。
二、疲劳性能的测试方法为了研究混凝土结构的疲劳性能,需要进行相应的测试。
常用的测试方法有以下几种:1.循环载荷试验:该试验通过施加循环载荷,观察混凝土结构在不同循环次数下的疲劳损伤和破坏情况,从而评估其疲劳性能。
2.频率响应试验:该试验通过施加单频或多频载荷,观察混凝土结构的应变和振动响应,从而评估其疲劳性能。
3.恒振幅试验:该试验通过施加恒定幅值的载荷,观察混凝土结构在不同循环次数下的疲劳损伤和破坏情况,从而评估其疲劳性能。
三、疲劳性能的改善方法为了提高混凝土结构的疲劳性能,需要采取相应的改善措施。
常用的改善方法有以下几种:1.合理设计:在混凝土结构的设计过程中,应考虑到其疲劳性能,采取合理的结构设计和构造方法。
2.优化材料:通过优化混凝土结构的材料,如增加纤维、添加增强剂等,可以提高其疲劳性能。
3.加强维护:定期对混凝土结构进行检查和维护,及时修补裂缝和损伤,可以延长其使用寿命。
机械结构的疲劳与断裂行为研究

机械结构的疲劳与断裂行为研究引言机械结构的疲劳与断裂行为是现代工程学中一个关键的研究领域。
随着科技的发展和工程应用的不断拓展,机械结构的安全性和可靠性成为了工程设计中的重要考虑因素。
本文将探讨机械结构的疲劳与断裂行为研究的背景、重要性,以及当前的研究进展。
疲劳行为的研究疲劳是指材料或构件在经历多次循环载荷后出现的失效现象。
在机械结构中,疲劳往往是由于长期受到交变载荷或振动载荷引起的。
对于长期受循环载荷作用的机械结构,疲劳失效可能会导致结构破坏和事故的发生。
疲劳行为的研究对于机械结构的设计和安全性评估至关重要。
通过疲劳试验和数值模拟,可以了解材料和构件在长期循环载荷下的性能变化和寿命预测。
一些常见的疲劳行为研究包括:疲劳裂纹扩展机制、疲劳寿命预测方法、疲劳强度提高技术等。
断裂行为的研究断裂是指材料或构件在承受过大载荷或存在缺陷的情况下出现的破坏现象。
在机械结构中,断裂破坏可能会导致结构的塌陷、失效和事故的发生。
因此,了解材料的断裂行为以及如何预测和控制断裂是机械结构设计与安全性评估的重要内容。
断裂行为的研究主要包括:断裂力学理论、断裂韧性的评估方法、断裂行为对材料性能的影响等。
通过研究断裂行为,可以指导机械结构的设计和材料的选择,提高结构的安全性和可靠性。
疲劳与断裂行为的关系疲劳和断裂是机械结构研究中密切相关的两个领域。
在实际工程中,结构的破坏通常是由于材料在长期循环载荷下的疲劳损伤导致的,最终发展为裂纹,最终导致结构的断裂破坏。
因此,研究疲劳与断裂行为的关系对于预测和控制结构的破坏具有重要意义。
研究进展近年来,随着材料科学和工程学的发展,疲劳与断裂行为的研究取得了许多重要进展。
以下是一些当前的研究方向和成果:1. 疲劳寿命预测模型的发展:通过对材料疲劳寿命预测模型的研究,可以更准确地预测材料在长期循环载荷下的失效寿命。
目前,许多研究者基于材料的力学性能和载荷历程等因素,发展出了各种疲劳寿命预测模型,并结合实验验证进行了进一步改进。
机械振动总结(优秀3篇)

机械振动总结(优秀3篇)机械振动总结篇1机械振动概述机械振动是指物体在空气中或液体中由于物理力学原因导致的周期性振动。
这种振动可以产生噪音、震源,甚至可能导致机械部件的损坏。
因此,对机械振动的研究和控制是保证机械系统稳定运行的重要环节。
振动原因机械振动的主要原因包括:1.机械部件的松动:如螺丝钉的松动、螺帽的松动等。
2.机器的启动和停止:如马达的启动和停止、泵的启动和停止等。
3.气流的冲击:如风扇、鼓风机等在运行过程中产生的气流冲击。
4.电磁振动:如电机的运行、电磁阀的电磁力等。
振动测量对机械振动进行测量可以有效地掌握机械系统的振动状况,从而进行故障排查和修复。
常用的振动测量仪器包括:1.振动速度传感器:用于测量物体表面的振动速度。
2.频率分析仪:用于分析振动信号的频率。
3.振动记录仪:用于记录振动信号的波形和幅度。
振动控制对机械振动进行控制的主要方法包括:1.紧固件:如螺丝钉、螺帽等,用于紧固机械部件,防止松动引起的振动。
2.阻尼:通过增加阻尼材料或改变机械系统的结构,减少振动能量。
3.减震:通过改变机械系统的运动状态,减少振动产生。
4.滤波:通过滤波器过滤掉不需要的振动信号,减少对机械系统的影响。
总结机械振动是机械系统运行中常见的物理现象。
通过对机械振动的研究和控制,可以有效地减少机械部件的松动、磨损和损坏,提高机械系统的稳定性和使用寿命。
因此,对机械振动进行深入的了解和掌握,对于机械工程师和相关技术人员来说,具有重要的实践意义。
机械振动总结篇2机械振动是指物体或质点在某一特定平面上,周期性、规则地往复运动的过程。
这种运动可以是在弹性介质中的自由振动,也可以是在机械、电气、流体等非弹性介质中的弹性振动。
机械振动对于机械工程和设备设计具有重要意义,包括确定设备的设计、选择材料、优化结构、提高效率、减少噪声等方面。
在机械振动领域,常见的振动类型包括自由振动、强迫振动、受迫振动和共振。
自由振动是指物体在没有外力作用下的振动,其频率和振幅取决于物体的质量和弹性。
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结构振动疲劳研究的总结报告南京航空航天大学振动工程研究所刘文光(一)研究现状疲劳作为结构失效的主要形式,它是指材料、零件和构件在交变载荷作用下,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、并使裂纹进一步扩展直到完全断裂的现象。
早在19世纪中叶,随着蒸汽机的发明和铁路建设的发展,研究人员发现机车车轮结构在远小于其静强度极限载荷时发生交变应力破坏现象,由此提出并发展了不同于结构静强度破坏的结构疲劳破坏问题。
由于工业、交通和国防技术的发展,结构疲劳失效问题遍布在航空、航天、能源、交通、建筑、化工等诸多领域,促使抗疲劳设计得到深入的发展和广泛的应用。
另外,我们很容易发现在结构疲劳破坏问题中包含了一类重要的现象,那就是当交变载荷的频率与结构的某一阶(甚至某几阶)固有频率一致或比较接近时,结构将会发生共振,这时一定的激励将会产生更大的响应,使结构更加易于产生破坏。
这类振动疲劳问题,说明结构的疲劳失效与结构的振动响应密切相关。
为了揭示结构的疲劳失效与结构振动响应之间的内在规律,需要利用结构动力学的理论加以研究。
在工程实际中,结构受到外部激励总会产生不同的振动响应,因此,绝大部分结构的疲劳失效都与振动有关,实际上可以归结为振动疲劳问题。
振动疲劳的研究是科学技术发展的必然要求,同时也是结构疲劳失效理论与结构动力学理论相结合的必然结果。
迄今为止,很少有人系统地研究过振动疲劳问题。
有关文献中即使提到振动疲劳一词,不同的学者也给出了不同的定义。
文献[1]作者认为“振动疲劳是结构所受动态交变载荷(如振动、冲击、噪声载荷等)的频率分布与结构固有频率分布具有交集或相接近,从而使结构产生共振所导致的疲劳破坏现象,也可以直接说成是结构受到重复载荷作用激起结构共振所导致的疲劳破坏。
所以只有结构在共振带宽内或其附近受到激励导致的共振破坏才属于振动疲劳破坏,否则都属于静态疲劳问题。
”文献[2]作者认为:“当振动频率与结构模态频率相当时,即可视为振动疲劳问题;如果频率远小于结构模态频率时(频率在几或十几),就是普通疲劳问题;当振动频率远大于结构模态频率,以至于与声波频率相当时,即可视为声疲劳进行处理。
”文献[3]作者在其博士论文中也提到振动疲劳一词,它指出振动疲劳与噪声和频率有关,但没有揭示振动疲劳的内在本质。
上述每一种定义,它都指出了振动疲劳与结构的固有频率、交变载荷的变化频率有关。
为了进一步明确振动疲劳的含义,本文将振动疲劳定义为:“振动疲劳是指结构的疲劳破坏与结构的振动响应(包括结构固有频率、交变载荷变化频率、振动幅值、振动相位和结构的振型等模态)密切相关的失效现象,其破坏机理与静态疲劳破坏一致,它包括低频振动疲劳、共振振动疲劳和高频振动疲劳。
”上世纪60年代,S.H.Crandall[4]首先提出了振动疲劳的定义,它指出:“振动疲劳是指振动载荷作用下产生的具有不可逆且累积性的结构损伤或破坏。
”这一定义对传统的疲劳理论,它并没有带来显著的改变,也没有涉及振动疲劳现象的动力学本质。
之后,国内外陆续有部分学者展开了一些相关方面的研究。
例如,文献[6]作者将高频振动实验方法引入非金属类桩基材料的疲劳损伤力学研究领域,对花岗岩、C30混凝土等非金属材料进行高频振动疲劳试验,描述该类材料在稳定状态下的循环应力应变特性,通过实验研究载荷幅值与振动频率对材料特性的影响,研究平均载荷与振幅比值对材料疲劳曲线的影响;文献[7]作者研究了装备中的小口径管道的振动疲劳问题;文献[8]作者利用有限元法,基于功率谱密度函数,在频域内分析了随机振动载荷作用下的疲劳破坏;文献[9]作者对国内外几十年来形成的主要的振动疲劳分析方法进行了归纳整理,为飞机设计和维修提供振动疲劳的设计与分析技术支持文献。
还有很多研究人员[10~15]分别从不同的角度研究了振动疲劳问题。
表1静态疲劳与振动疲劳的差异静态疲劳振动疲劳考虑因素I 不考虑阻尼、模态等响应。
阻尼力分布是决定结构响应大小的重要因素,结构振动破坏取决于起主要贡献作用的应变模态分布特征。
考虑因素II 只考虑应力集中一项因素。
与振动特性有关,一些动态载荷激励常常引起局部模态与载荷的振动耦合作用,破坏的部位往往是局部振动中应变大且有缺陷或应力集中的部位,破坏起因于局部振动与应力集中两种因素的共同作用。
疲劳曲线制定要求按一定应力,用非共振频率进行试验。
要求在一定应力下跟踪共振频率发生共振破坏来进行试验。
裂纹扩展特性应用经验公式和断裂力学方法研究疲劳规律。
趋向共振和离开共振的疲劳裂纹具有不同的扩展速率。
如果裂纹扩展使结构固有频率远离载荷频率,则裂纹扩展是收敛的,否则是发散的。
工程应用方面只考虑材料、结构形式、工艺以及消除缺陷和降低应力集中等问题。
主要是降低结构振动水平特别是局部振动水平,方法是进行结构动力学设计、附加阻尼处理和其它一些振动控制设计技术,并考虑材料、构造形式、工艺以及消除缺陷和降低应力集中等问题。
随着对疲劳科学研究的不断深入,人们已经总结了很多疲劳行为的经验规律,经典的规律包括S-N曲线、Basquin关系式、Goodman图、累积损伤(Miner假设)、Manson-coffin定律等。
从各种角度分析疲劳破坏的机理,形成了断裂疲劳学、疲劳统计学等。
随着人们对疲劳的认识也越来越深刻,振动疲劳的研究将会形成一门新兴的学科。
表1列出了静态疲劳与振动疲劳分析问题的差异。
对比静态疲劳与振动疲劳的差异,振动疲劳的研究可以借鉴静态疲劳的研究经验,在静态疲劳的理论基础上,把结构动力学的理论引入到疲劳的理论之中,用结构动力学的分析方法来分析振动疲劳问题。
因此,振动疲劳的理论是在一种崭新的构思指导下,将结构动力学理论引入到静态疲劳的理论中而发展起来的一种新的分析疲劳失效的方法。
参考文献[1]姚起杭,姚军.工程结构的振动疲劳问题[J],应用力学学报.第23卷第一期,2006.03:P12-17[2]孙伟.结构振动疲劳寿命估算方法研究[D].南京航空航天大学.2005.02.[3]Ziad A.Hanna.Vibration fatigue assessment finite element analysis and test correlation[D],2005.[4]Crandall S H,Mark W D.Random Vibration in MechanicalSystems[M].Academic Press inc 1963.[5]姚起杭,姚军.结构振动疲劳问题的特点与分析方法[J],机械科学与技术.第十九卷增刊,2000.09:P56-58[6]罗仁安,余小波,朱焱等.非金属类桩基材料的ZWICK高频振动力学实验研究[J].机械强度,2004Vol.26No.z1P.304-306[7]M.HAMBLIN.Fatigue of cantilevered pipe fittings subjected to vibration[J].Fatigue& Fracture of Engineering Materials and Structures.Volume26Issue8,August2003.Page695-707 [8]NWM Bishop.VIBRATION FATIGUE ANALYSIS IN THE FINITE ELEMENT ENVIRONMENT[J]. An Invited Paper presented to the XVI ENCUENTRO DEL GRUPO ESPAÑOL DE FRACTURA, Torremolinos,Spain,14-16April1999[9]周敏亮,陈忠明.飞机结构的随机振动疲劳分析方法[J],飞机设计.第28卷第2期2008年4月:P46_49[10]K.Sobczyk and J.Trebicki.K.Sobczyk and J.Trebicki.8th ASCE Specialty Conference on Probabilistic Mechanics and Structural Reliability PMC2000-333:P:1-6[11]安刚,龚鑫茂.随机振动环境下结构的疲劳失效分析[J],机械科学与技术.第19卷2000年9月:P40-42[12]陆榕海,廖振魁.略论发动机涡轮叶片的振动疲劳[J].洪都科技,1997:P19-23[13]王荣乾.军用电子机柜随机振动疲劳分析[D].北京交通大学.2006.11[14]王明珠,姚卫星,孙伟.结构随机振动疲劳寿命估算的样本法[J].中国机械工程第19卷第8期2008年4月下半月:p972-975[15]Dr Neil Bishop.Vibration Fatigue Analysis in the Finite Element Environment[J].Paper to be presented at Americas User Conference,Oct5-9,Sheraton Universal Hotel,Universal City, California(二)背景和意义通常疲劳可以划分为静态疲劳和动态疲劳两大类。
静态疲劳主要考虑结构设计上的应力应变分布(包括考虑诸如空气、表面不平度等其它外界因素)。
大部分研究是以弄清与疲劳破坏有关的主要因素和机理为目的的,这些疲劳行为的研究范围,涉及从10-7毫米的原子尺度到几米长的工程结构。
研究人员提出了很多疲劳行为的经验规律[1],经典的有S-N曲线、Basquin关系式、Goodman图、累积损伤(Miner假设)、Manson—Coffin定律,等等。
随着疲劳理论的不断发展,研究人员利用断裂力学的知识来分析疲劳问题,之后,还利用统计学的知识来分析疲劳问题。
根据疲劳行为经验规律,设计人员可以设计各种结构。
然而,要设计飞机这种一直处于振动随机载荷作用下的结构(如进气管道壁板和尾喷口蒙皮、机身侧壁和机翼下壁板以及尾翼根部、或梢部蒙皮、发动机罩蒙皮等等部位都是振动疲劳裂纹多发区域),由于振动疲劳破坏的复杂性,采用静态疲劳分析加增大安全系数的方法显然满足不了要求。
随着科学技术的发展,一些武器装备和运输机械,特别是像飞机之类的长寿命运载工具,其中部分主要受动载荷作用结构部件常常出现振动疲劳裂纹或破坏。
由于对于这种振动疲劳的问题很少开展针对性的研究,大多是采用静态疲劳方法加以处理,以至造成了事倍功半的后果。
虽然振动疲劳破坏的发生和裂纹扩展的机理与静态疲劳是一致的,但由于静动态载荷引起的结构应力分布不同,即使能够保持临界点应力一致也不一定具有相同的疲劳寿命和裂纹扩展速率。