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| 虚拟疲劳寿命与工程设计 | |
| 英国nCode国际有限公司 林晓斌 | |
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大多数工程零部件在使用中通常承受交变动载荷的作用，即载荷的大小或方向随时间而变化。引起载荷变化的原因有很多，例如，旋转机械因为旋转而承受循环载荷，汽车由于路面的高低不平在行驶过程中载荷会发生变化，飞机在各个飞行阶段由于气流变化的不同而具有不同的载荷特点，海洋平台结构更是因为海浪的变化而承受几乎不确定的随机载荷。人们已经认识到，这些交变载荷会使工程材料发生疲劳破坏。对于金属材料来说，它是一个机械损伤过程，在这一过程中即使最大应力低于材料的屈服强度，但载荷的反复变化，会使材料产生循环塑性变形而引起裂纹的萌生、扩展、并最终断裂。
美国曾在80 年代做过一个调查[1]，由于产品的疲劳问题所引起的损失约占国民生产总值的4 左右 (约1200 亿美元)。在中国，中国机械工程手册[2]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。”这说明了疲劳失效的严重性，而且其涉及面之广几乎涵括汽车、铁路、航空航天、能源、国防海洋工程及一般机器制造等各个工业领域。
本文将先介绍一些疲劳背景知识和当前工程中解决疲劳问题的一些策略，然后着重介绍如何应用现代疲劳理论及其手段对工程零部件进行抗疲劳寿命设计，使产品既避免在设计目标内发生疲劳失效，又能避免“过头”设计，从而降低其开发成本，缩短开发周期，提高企业在市场中的竞争力。
11/15/2008 | |
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