低周疲勞短裂紋行為和可靠性分析：全國百篇優(yōu)秀博士學位論文

　　通過完成1Cr18Ni9Ti管道焊縫金屬光滑漏斗形試樣系統(tǒng)性的應變控制疲勞試驗，研究了低周疲勞短裂紋行為和可靠性分析方法。從疲勞損傷的局部性角度，區(qū)別試樣表面不同尺度、位置微裂紋對疲勞損傷貢獻的差異，引入“有效短裂紋”、“主導有效短裂紋”和“有效短裂紋密度”三個新概念，提出了“有效疲勞短裂紋準則”和“局部逆序觀測法”。研究了短裂紋的萌生、擴展行為及其統(tǒng)計演化規(guī)律，闡明了疲勞短裂紋群體交互作用與損傷演化的機制，揭示了疲勞性能存在隨機性及演化性的本質原因，建立了非線性“主導有效短裂紋”擴展律?？朔藝H上對短裂紋群體性、演化性機制模糊不清的缺點。解決了國際上長期未能查明疲勞性能存在隨機性原因的難題。為疲勞短裂紋行為及其應用研究，提供了一條較為合理的新思路。同時，試驗發(fā)現(xiàn)了循環(huán)本構的分散性現(xiàn)象，揭示了這一現(xiàn)象的物理機制，闡明了它與被廣泛認識的循環(huán)應變一壽命關系分散性一樣，是固有的疲勞現(xiàn)象，并基于Ramberg-Osgood方程提出了描述這一分散性的統(tǒng)計模型。綜合考慮總體擬合效果、與疲勞失效機制的一致性和尾部預測的安全性三原則，提出了確定疲勞數(shù)據(jù)良好假設分布的統(tǒng)一方法。與ASME規(guī)范中的疲勞分析一致，從虛擬應力幅的角度研究了低周疲勞可靠性問題。探索了循環(huán)本構存在分散性時S和N都具有隨機性的隨機S-N關系統(tǒng)計模型，考慮試驗數(shù)據(jù)整體隨機性，提出了測定P-S-N曲線的廣義極大似然法。該法適用于三參數(shù)、Langer和Basquin三種S-N模型以及任何疲勞試驗方法得到的5-N數(shù)據(jù)。然后，綜合隨機Ramberg-Osgood-Langer-Neuber理論，提出了基于虛擬應力幅的低周疲勞可靠性分析方法。由于現(xiàn)有疲勞分析尚未考慮過循環(huán)本構的分散性現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)為結構疲勞強度理論帶來了新課題，推動了疲勞強度理論的發(fā)展。

　　趙永翔，1963年2月生，1998年西南交通大學固體力學專業(yè)博士畢業(yè)，2000年“西南交通大學機械工程博士后流動站”出站?，F(xiàn)為西南并通大學奇引動力國家重點實驗室教授、博士生導師，工程可靠性和安全性研究所所長。目前主要從事結構疲勞斷裂與可靠性和安全性研究，主持國家、省、部級重要項目10余項，曾兩次獲省級科技進步二等然。2002年獲國家百篇優(yōu)秀博士論文獎，2004入選教育部新世界人才，2004年獲得茅以升鐵道科技獎，2005年獲得詹天佑鐵道科技成就獎，2002年獲四川省有突出貢獻的成秀專家稱號，2004入選四川省學術和技術帶頭人。先后發(fā)表學術論文100余篇，兼職《International Journal of Fatigue》和《機械強度》編委。