低周疲勞短裂紋行為和可靠性分析：全國(guó)百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文

　　通過(guò)完成1Cr18Ni9Ti管道焊縫金屬光滑漏斗形試樣系統(tǒng)性的應(yīng)變控制疲勞試驗(yàn)，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(duì)疲勞損傷貢獻(xiàn)的差異，引入“有效短裂紋”、“主導(dǎo)有效短裂紋”和“有效短裂紋密度”三個(gè)新概念，提出了“有效疲勞短裂紋準(zhǔn)則”和“局部逆序觀測(cè)法”。研究了短裂紋的萌生、擴(kuò)展行為及其統(tǒng)計(jì)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(jī)制，揭示了疲勞性能存在隨機(jī)性及演化性的本質(zhì)原因，建立了非線(xiàn)性“主導(dǎo)有效短裂紋”擴(kuò)展律?？朔藝?guó)際上對(duì)短裂紋群體性、演化性機(jī)制模糊不清的缺點(diǎn)。解決了國(guó)際上長(zhǎng)期未能查明疲勞性能存在隨機(jī)性原因的難題。為疲勞短裂紋行為及其應(yīng)用研究，提供了一條較為合理的新思路。同時(shí)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了循環(huán)本構(gòu)的分散性現(xiàn)象，揭示了這一現(xiàn)象的物理機(jī)制，闡明了它與被廣泛認(rèn)識(shí)的循環(huán)應(yīng)變一壽命關(guān)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(jì)模型。綜合考慮總體擬合效果、與疲勞失效機(jī)制的一致性和尾部預(yù)測(cè)的安全性三原則，提出了確定疲勞數(shù)據(jù)良好假設(shè)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(yīng)力幅的角度研究了低周疲勞可靠性問(wèn)題。探索了循環(huán)本構(gòu)存在分散性時(shí)S和N都具有隨機(jī)性的隨機(jī)S-N關(guān)系統(tǒng)計(jì)模型，考慮試驗(yàn)數(shù)據(jù)整體隨機(jī)性，提出了測(cè)定P-S-N曲線(xiàn)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(yàn)方法得到的5-N數(shù)據(jù)。然后，綜合隨機(jī)Ramberg-Osgood-Langer-Neuber理論，提出了基于虛擬應(yīng)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(guò)循環(huán)本構(gòu)的分散性現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)為結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度理論帶來(lái)了新課題，推動(dòng)了疲勞強(qiáng)度理論的發(fā)展。

　　趙永翔，1963年2月生，1998年西南交通大學(xué)固體力學(xué)專(zhuān)業(yè)博士畢業(yè)，2000年“西南交通大學(xué)機(jī)械工程博士后流動(dòng)站”出站?，F(xiàn)為西南并通大學(xué)奇引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授、博士生導(dǎo)師，工程可靠性和安全性研究所所長(zhǎng)。目前主要從事結(jié)構(gòu)疲勞斷裂與可靠性和安全性研究，主持國(guó)家、省、部級(jí)重要項(xiàng)目10余項(xiàng)，曾兩次獲省級(jí)科技進(jìn)步二等然。2002年獲國(guó)家百篇優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng)，2004入選教育部新世界人才，2004年獲得茅以升鐵道科技獎(jiǎng)，2005年獲得詹天佑鐵道科技成就獎(jiǎng)，2002年獲四川省有突出貢獻(xiàn)的成秀專(zhuān)家稱(chēng)號(hào)，2004入選四川省學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人。先后發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇，兼職《International Journal of Fatigue》和《機(jī)械強(qiáng)度》編委。