多尺度疲劳裂纹扩展的试验、建模及疲劳寿命预测技术

工程实际中出现的疲劳损伤是一种在时间和空间上多尺度的现象，例如从纳米或亚微米级别的微观裂纹瞬时扩展行为到由于疲劳损伤导致的整体结构长期的性能退化现象。基于多尺度疲劳裂纹扩展模型的疲劳损伤研究和预测技术,可以在不同的时间和空间尺度下对疲劳损伤进行分析。 该技术通过研究在小时间和空间尺度下试验观测到的疲劳裂纹尖端的连续扩展行为，建立描述微观疲劳裂纹行为和机理的物理模型，然后在这个微观物理模型的基础上建立多尺度的疲劳裂纹扩展模型，并最终实现对疲劳损伤和疲劳寿命准确实时的分析预测。微观裂纹尖端在一个疲劳载荷周期内加载过程中的连续变化情况。

北京航空航天大学 2021-04-13

氢影响疲劳裂纹前应力状态评估研究成果

团队选择通过聚焦离子束加工和晶带轴明场成像技术（zone-axis diffraction contrast STEM）在扫描透射电镜下对空气和高压氢气环境下（40MPa）相同应力强度因子范围的低碳钢疲劳裂纹尖端附近的位错组织进行了观察，并对其种类、形态和特征尺寸进行了定性和定量分析。研究结果显示，氢气环境中的金属受到的破坏其实是从内部组织的变化开

南方科技大学 2021-04-14

钢索疲劳性能试验评价

可以开展直径30-160mm范围内钢索疲劳性能测试与评价研究。可开展《GB T 30826-2014 斜拉桥钢绞线拉索技术条件》、《GB∕T 18365-2018_斜拉桥用热挤聚乙烯高强钢丝拉索》、《JT T 771-2009 无粘结钢绞线斜拉索技术条件》及《JTT 775-2016 大跨度斜拉桥平行钢丝拉索》等标准要求下的相关测试。

北京科技大学 2025-05-21

采用低压脉冲电流改善含铌钢铸坯角部裂纹和热送裂纹的方法

简介：本发明公开了一种采用低压脉冲电流改善含铌钢铸坯角部裂纹和热送裂纹的方法，属于改善铸坯角部裂纹和热送裂纹的技术领域。本发明是当含铌钢铸坯在进入矫直区前或者铸坯出连铸机被切割后，对上述的含铌钢铸坯施加一脉冲电流，所述的脉冲电流参数为：脉冲电压2～20V，脉冲电流30～120A，脉冲频率15～40Hz；所述的含铌钢为ω[C]<0.25%的含铌低碳钢，其中0.01%≤ω[Nb]≤0.40%。本发明通过施加低压脉冲电流，改变了含铌低碳钢铸坯的微观组织，提高了铸坯高温力学性能，从而有效减少了铸坯的角部裂纹和热送（红送）裂纹，且本发明的方法不影响正常的生产，且不需要改变现有生产工艺，不需要添加合金元素，对铸坯及设备无污染，对人员无危害，是一项环保安全的减少铸坯缺陷的新技术。

安徽工业大学 2021-04-13

一种车体强度疲劳及气密疲劳试验台

本新技术成果（发明专利证书号：1745069）来自省部级科技计划，它提供目前世界上唯一一个可以对动车组车体进行疲劳强度试验和气密性试验的综合试验台。加载通道36个，可以进行周期性加载、随机加载和线路模拟，可以在20s内完成±10%交变载荷试验，压力控制精度为±2%，最大静态纵向压缩750t，纵向拉伸500 t；最大动态纵向加载200t，适用车辆定距6000 mm～19000 mm。

西南交通大学 2016-06-27

机械结构和零件的抗疲劳设计和抗疲劳制造技术

通过结构的局部强度和强度场把结构抗疲劳设计和抗疲劳制造技术有机的耦合起来，为结构的材料、毛坯、热处理、强化工艺等的要求设计提供了理论依据。基于结构和零件的局部强度和强度场提出了材料要求设计、毛坯要求设计、热处理强化要求、工艺强化要求的设计理论和方法。提出了基于毛坯-制造-产品的热处理硬度场的设计要求，包括热处理表面硬度、硬化层深度、芯部硬度以及硬度度等。提出了基于制造工艺-热处理-产品的毛坯结构尺寸和力学特性要求设计，通过控制毛坯的力学特性进行工艺设计，提高产品的

上海理工大学 2021-01-12

柔性管疲劳试验机

本实用新型公开了一种柔性管疲劳试验机，包括支撑框架、拉伸油缸和摆动组件，所述拉伸油缸和所述摆动组件相对布置并设置在所述支撑框架的对应端部上，所述摆动组件包括摆动支架和驱动油缸，所述摆动支架铰接在所述支撑框架的端部上，所述驱动油缸铰接在所述支撑框架和所述摆动支架之间；所述拉伸油缸和所述摆动支架上分别设置有用于固定柔性管端部的连接器。通过增加摆动组件，摆动组件能够由驱动油缸驱动摆动支架相对应支撑框架摆动，这样，柔性管可以进行加载弯曲负荷的疲劳测试，配合拉伸油缸进行拉伸载荷的疲劳实验，可以更加全面的对柔性管进行疲劳检测，提高柔性管疲劳试验机的检测精度和检测可靠性。

青岛农业大学 2021-04-13

岩石材料裂纹演化机理及非连续数值方法研究

开展岩石裂纹扩展与连接机理的研究，对于预测岩 石（体）工程的失稳破坏以及提高油气产量与效率具有重要的理论意义和应用价 值。主要取得的科学发现点如下：（1） 在试验研究方面，研发了适用于裂隙岩石的高精度数字量测技术，发 现了非连续岩石材料中的裂纹扩展与连接规律，建立了非连续岩石材料应力跌落 与裂纹演化规律之间的联系，揭示了岩石材料中的裂纹演化规律，为理论和数值 研究裂纹演化规律提供了技术支撑。（2） 在理论研究方面，利用内变量热力学理论和伪力法，揭示了裂隙岩体 的损伤局部化机理，建立了岩石（体）损伤局部化分叉模型；基于断裂力学原理, 提出了岩石（体）的非线性强度准则，为开展复杂应力状态下裂纹演化过程的数 值模拟奠定了理论基础。（3） 在数值方法方面，提出了连续-非连续数值模拟方法，编制了广义粒子 动力学多线程高效并行计算程序，成功实现了二维和三维裂纹演化过程的数值模 拟，揭示了复杂应力状态下裂纹演化的细观机理，为岩体工程稳定性分析提供了 计算平台。(4) 在工程应用方面，实现了锦屏I级水电站深埋地下洞室非连续围岩损 伤破坏过程的数值模拟，结合现场监测数据，阐释了地下洞室非连续围岩的破裂 发展规律，揭示了深埋地下洞室围岩的损伤失稳机制。

重庆大学 2021-04-11

岩石材料裂纹演化机理及非连续数值方法研究

（2018年度高等学校科学研究优秀成果奖（自然科学奖）一等奖） 成果简介：岩石（体）是一种复杂的天然介质，在漫长的地质构造作用过程中，内部孕 育了各种规模和尺度的缺陷（如节理、裂隙和断层等），这些缺陷的空间位置与 分布规律显著影响其力学响应，进而对断续裂隙岩体工程的稳定与安全产生重要 影响。另一方面，在页岩气与煤层气等开采过程中，往往需要人为制造裂缝网络 来实现压裂增渗增产。因此，开展岩石裂纹扩展与连接机理的研究，对于预测岩 石（体）工程的失稳破坏以及提高油气产量与效率具有重要的理论意义和应用价 值。主要取得的科学发现点如下： （1） 在试验研究方面，研发了适用于裂隙岩石的高精度数字量测技术，发 现了非连续岩石材料中的裂纹扩展与连接规律，建立了非连续岩石材料应力跌落 与裂纹演化规律之间的联系，揭示了岩石材料中的裂纹演化规律，为理论和数值 研究裂纹演化规律提供了技术支撑。 （2） 在理论研究方面，利用内变量热力学理论和伪力法，揭示了裂隙岩体 的损伤局部化机理，建立了岩石（体）损伤局部化分叉模型；基于断裂力学原理, 提出了岩石（体）的非线性强度准则，为开展复杂应力状态下裂纹演化过程的数 值模拟奠定了理论基础。 （3） 在数值方法方面，提出了连续-非连续数值模拟方法，编制了广义粒子 动力学多线程高效并行计算程序，成功实现了二维和三维裂纹演化过程的数值模 拟，揭示了复杂应力状态下裂纹演化的细观机理，为岩体工程稳定性分析提供了 计算平台。 (4)    在工程应用方面，实现了锦屏I级水电站深埋地下洞室非连续围岩损 伤破坏过程的数值模拟，结合现场监测数据，阐释了地下洞室非连续围岩的破裂 发展规律，揭示了深埋地下洞室围岩的损伤失稳机制。

重庆大学 2021-04-11

不锈钢钢板表面裂纹和划伤在线检测装置

不锈钢钢板表面裂纹和划伤在线检测装置，通过CCD摄像与图像处理技术实现。其具体的方式是利用光切原理来测量表面形貌的一种方法。将一束平行光带以一定角度投射于被测表面，光带与表面轮廓相交的曲线影像反映了被测表面的微观几何形状。用光源照射钢板表面，由摄像机采集光源经钢板表面反射的光，通过图像处理算法对采集到的图像进行分析，从而自动识别不锈钢板是否存在着裂纹或划伤，及裂纹或划伤的类型、大小和位置。仪器采用FPGA+DSP完成高速图像采集及处理系统的设计方案，可以实现工业现场实时高速数据采集、实时在线检测。 该项目可以对宽幅为2000mm，进给速度为5m/s的高精度不锈钢板进行在线检测，要求检出宽度大于0.1mm的划痕，划痕长度大于500mm。

北京航空航天大学 2021-04-13