为了提高港口起重机金属结构疲劳寿命预测精度,对Corten-Dolan准则中的唯一参数d提出了一种新的计算方法。变幅载荷的作用下,载荷的加载顺序及载荷间的相互作用效应对结构的疲劳作用寿命也会明显有影响,在既有的计算改进方法基础上,更深入的研究并充分考虑了相邻2级载荷加载运动顺序对疲劳作用寿命的直接影响,采用加大载荷应力比增加影响因子的方法对关键参数d进行了改进,基于此对Corten-Dolan准则进行了改进,并根据4种不同金属材料的疲劳试验数据对几种改进方法的疲劳寿命预测结果进行了对比。结果显示,无论是在两级循环载荷作用下,还是在多级循环载荷作用下,本文改进方法的疲劳预测精度有明显的提升,预测结果更加准确。

液压支架是矿井综采和综放开采智能工作面的关键支护与放煤设备。针对井下环境存在设备健康评估与故障维护困难、难以对液压支架疲劳寿命进行预测等问题,基于数字孪生技术和长短时记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)循环神经网络,提出了矿山液压支架顶梁疲劳监测与寿命预测方法。该方法根据矿山液压支架顶梁的结构与工作原理,首先利用有限元法建立液压支架系统仿真模型,并采用ANSYS有限元分析获得液压支架顶梁状态参数与疲劳寿命值的相关数据集;然后利用ANSYS Twin Builder构建高置信度的数字孪生验证模型,并根据矿山液压支架顶梁的屈服强度和本构关系等真实的边界条件,进一步验证与优化有限元分析模型;再通过LSTM神经网络对训练集进行训练并利用测试集进行测试,以确定液压支架顶梁寿命的预测模型,从而实现对矿山液压支架顶梁疲劳寿命的准确预...

通过Abaqus建立中碳铜构件的有限元模型，在给定初始裂纹的基础上，利用扩展有限元法（XFEM），仿真得到裂纹扩展过程中塑性应变能和弹性能的变化曲线。结合中碳铜试件的声发射试验，处理试验数据得到裂纹扩展过程中声发射信号的绝对能量曲线，以及通过红外热像仪的记录得到裂纹扩展过程中温度变化曲线。仿真得到的弹性能与试验中得到的能量曲线具有相同数量级，同时根据仿真得到的塑性应变能反向推导中碳钢最终断裂时温度变化显著的区域尺寸，与红外热像仪记录的温度变化显著的区域尺寸相符。试验得到的结果与仿真得到的结果基本吻合，这就为中碳铜疲劳寿命预测的声发射试验提供了理论依据。

液压挖掘机臂杆结构承受复杂的冲击载荷,其疲劳寿命存在许多不确定性因素。首先采用Miner准则,依据实验载荷谱和有限元方法对液压挖掘机工作装置寿命进行了预测。其次研究了结构疲劳寿命变化过程和灰色理论预测模型内在规律的一致性,建立了液压挖掘机工作装置疲劳寿命的灰色预测GM模型,并分别运用GM模型的两种形式———GM（1,1）线性模型及GM（1,1）幂模型对液压挖掘机工作装置进行疲劳寿命预测。分析比较Miner准则、GM（1,1）线性模型及GM（1,1）幂模型三种预测方法。结果表明,三种预测方法结果基本一致,灰色系统模型同Miner准则模型相比误差明显减小且非线性幂模型具有更高的预测精度。基于灰色理论的GM（1,1）幂模型考虑了非线性因素,更适合于液压挖掘机工作装置结构疲劳寿命预测。