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。

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

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。

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。

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。

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

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。

成果与项目的背景及主要用途：统计资料表明，80-90%焊接结构断裂事故 是由疲劳失效引起的，由于焊接接头的焊趾处的应力集中和残余拉伸应力作用， 焊接接头疲劳强度大幅度地低于基本金属的疲劳强度。虽然结构按疲劳规范设 计，仍然发生一些整体结构的过早疲劳失效，造成巨大的经济损失，甚至是人 身伤亡事故。由于焊接接头焊趾是疲劳裂纹引发部位，如果对该部位实施适当 的处理，使残余拉伸应力转变为压缩应力和减少应力集中，这将有利于延缓疲 劳裂纹的产生，具有巨大的社会效益和经济效益。本项目是在国家自然科学基 金的支持下完成的，从超声波冲击、相变应力应用、等离子喷涂等三方面提出 了三种改善焊接结构疲劳性能的新技术，研制发明了相应的装置、焊接材料和 喷涂技术。这些方法可以方便地应用到桥梁、采油平台、船舶、飞机、机车车 辆、压力容器及管道等工况、野外施工和高空现场作业的场合，其应用前景是 十分乐观。 技术原理与工艺流程简介：天津大学科技成果选编 1）超声冲击方法改善焊接结构疲劳性能的基本工作原理为：通过超声波发 生器将电网上的工频交流电转换成超声频的交流电，用以激励声学系统的换能器。 换能器将电能转换成同样频率的机械振动，在机架所提供的一定压力作用下，将 该超声频的机械振动传递给工件上的焊缝，使以焊趾为中心的一定区域内焊接接 头表面产生足够厚度的塑性变形层，从而达到改善接头几何外形，降低应力集中 程度、调节其应力场沿厚度方向的分布状况，最终达到改善焊接接头疲劳强度的 目的。 2）相变应力应用改善焊接结构疲劳性能的基本工作原理：利用开发的相变 应力焊接材料使焊缝金属冷却中产生的相变应力，抵消焊接残余拉伸应力并获得 压缩应力，最终达到改善焊接接头疲劳强度的目的。 3）等离子喷涂改善焊接结构疲劳性能的基本工作原理：利用等离子在焊趾 部位喷上结合性能良好的涂层材料来改善接头的应力集中状态，最终达到改善焊 接接头疲劳强度的目的。 技术水平及专利与获奖情况：整体研究达国际先进水平；已获国家发明专利 3 项，在申请国家发明专利 5 项；2004 年度天津市自然科学一等奖，2002 年获 教育部发明二等奖。 应用前景分析及效益预测：接头焊趾及焊跟部位是焊接结构承受疲劳载荷的 薄弱环节，改善焊趾和焊根部位的疲劳性能将提高整个结构的疲劳性能。使用超 声波冲击、相变应力及等离子喷涂等这些新技术可以大幅度地改善焊接结构的疲 劳寿命，显著降低焊接结构破坏事故的发生几率, 进而节约焊接结构的用钢量和 资金，增加焊接结构的安全裕度，防止因焊接结构发生意外疲劳破坏事故给国家 和人民财产的经济损失，因此具有广阔的应用前景及产生巨大社会效益和经济效 益的可能。 应用领域：可以应用到桥梁、采油平台、船舶、飞机、机车车辆、压力容器 及管道、水轮机、火箭发动机、汽车制造等诸多领域。 

气瓶出厂时必须对其疲劳性能进行抽检，是安全监察规程中要求的强制检验项目，对于保证气瓶的安全持久使用具有重要意义。本系统即是为此目的开发出的微机测控气瓶疲劳试验系统。 本软件能够实现以下功能： 1.对试验过程中的数据实现自动采集、处理、分析和保存； 2.实时显示压力－时间和温度－时间曲线； 3.通过控制高压油泵和电磁阀，实现对试验过程升压－保压－泄压－保压循环的自动控制； 4.对硬件装置的异常情况提供预警和保护； 5.自动生成试验报告和电子文档，提供试验记录的可追溯性查询； 6.提供在线帮助系统。

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。