Fatigue Damage Tolerance of Bainitic and Pearlitic

U.S. Department

Of Transportation

Federal Railroad

Administration

RR06-02

February 2006 Fracture and Fatigue Damage Tolerance of

Bainitic and Pearlitic Rail Steels

SUMMARY

The Federal Railroad Administration sponsored a research project to investigate the fracture and fatigue damage tolerance of baintic steels. Low carbon baintic steel shows promising potential, especially in critical components such as frogs and switches. The study examined the microstructure – fracture and fatigue damage tolerance relationships of bainitic rail steel in comparison with pearlitic rail steel. It was found that the bainitic microstructure consists of a mixture of tempered martensite and ferrite associated with intralath carbides. The pearlitic microstructure consists of fine lamellar aggregate of very soft and ductile ferrite and very hard carbide. The J6 bainitic steel studied in the present work has ultimate strength, yield strength and elongation to failure of about 1500MPa, 1100MPa and 13% respectively. These values are higher than those for pearlitic steel as shown in Figure 1. The bainitic steel exhibits a higher rate of crack deceleration in the second stage, as indicated by the lower slope of the fatigue crack propagation kinetics curve in comparison with the pearlitic steel. This attests to the superior fatigue damage tolerance of the bainitic rail steel and provides evidence to support the superior rolling fatigue damage tolerance of the bainitic rail steel reported in the literature.

Figure 1. Microstructure - Mechanical properties and

fatigue relationships of Bainitic and pearlitic rail steels.

US Department of transportation

Federal Railroad Administration Research Results RR06-02

BACKGROUND

Pearlitic steels obtain their strength from the fine grains of pearlite. However, there is a limit in the production of very fine grains in manufacturing and post-heat treatment processes. In contrast, bainitic steels derive their strength from ultra-fine structure with many dislocations that are harmless and confer high strength (1). The microstructure of bainitic steel is a metastable aggregate of ferrite and cementite produced from the transformation of austenite at temperatures below the pearlite range and above the martensite starting temperature. Failure analysis of rails has demonstrated that fatigue crack propagation and fracture is one of the major reasons of broken rail derailment and other severe accidents . For example, Orringer et al. (2) studied the fatigue crack propagation life of detail fracture in rails. Glowacki and Kuziak (3) have investigated the effect of coupled thermal-mechanical processes on the evolution of microstructure in rails. Fracture toughness and fatigue strength have been applied as criteria for characterizing the fatigue damage resistance of railway rails (4). The limitations of fracture toughness and fatigue strength criteria are obvious due to the diversified composition of rails and the complicated live bending stress, shear stress and residual stress conditions.

The microstructure-properties relationships, plane strain fracture toughness, and fatigue crack growth of a J6 bainitic and a premium pearlitic rail steel were studied to gain fundamental understanding of the underlying mechanisms between these performance- related properties and the microstructure of the materials.

REPRESENTIVE RESULTS

Fracture Toughness Evaluation

The general expression of the plane strain fracture toughness for a compact tension specimen used to compare the two rail steels is: (1) Where P is the load, B is the thickness, W is the distance from the center of the loading holes to the edge of the specimen, a is the total crack length (initial plus fatigue pre-crack) and f (a/W) is a geometrical correction factor. The

geometrical correction factor, f(a/W), in Equation (1) can be expressed as : (2)

2/3432))(1(])(6.5)(72.14)(32.13)(64.4886.0))[(2()(W

a W a

W a W a W a W a W

a f ??+?++=

The bainitic steel demonstrated elastic behavior and cleavage fracture; therefore ASTM Standard E 399 was used for the analysis. The data for all three samples tested along with their calculated values of K Ic based on Equation (1) are presented in Table 1.

Table 1. Compact tension specimen

geometry and test results for bainitic and pearlitic steels S a m p l e

a (mm)

f (a /W ) P m (kN) B (mm) K Ic

MPa √m

Bainitic Rail Steel #111.8910.66 6.6 9.14 51.43 #212.3911.48 6.3 9.14 52.87 #3

12.29

11.13

6.4 9.14 51.44

Average value of K Ic

52

Pearlitic Rail Steel #112.0910.98 5.7 9.14 45.75 #212.1911.25 4.7 9.14 38.74 #3

12.19

11.85

4.3

9.14

37.25 Average value of K Ic

41

W = 22.4 mm.

a = total crack length P m = maximum load

P q = load at which K q is calculated

B = thickness

K q =

stress intensity factor calculated from Equation 1

K Ic = mode I fracture toughness

In order to validate the calculated value of K as a true K Ic fracture toughness, the following conditions must be met:

)

(1W

a

f W B P K =

a and B ≥ 2.5 (K Q /σy )2 (3)

P max /P Q < 1.1 (4)

For the bainitic steel, the value of 2.5 (K Q /σy )2

= 2

05

101520

2530

354045

50less than B, which is 9.14 mm and less than a, which is about 12 mm; therefore the condition of Equation 3 is met. In addition P max equals P Q so the condition of Equation 4 is met. Therefore these fracture tests for the bainitic steel yield a valid value of K Ic according to ASTM E399. The

average value of K Ic for the bainitic steel was

found to be 52 MPa √m.

The pearlitic steel also demonstrated elastic

behavior and cleavage fracture. Similarly ASTM

Standard E 399 was used for the analysis of the

plane strain fracture toughness, K Ic . The data for

all three premium pearlitic steel samples tested

along with their calculated values of K Ic, based

on Equation 1, are also presented in Table 1.

For the pearlitic steel, the value of 2.5 (K Q /σy )2 =

2.5 (41/700)2 *1000 = 8.6 mm. This value is less

than B, which is 9.14 mm, and less than a which

is about 12 mm, therefore the condition of

Equation 3 is met. In addition P max equals P Q, so

the condition of Equation 4 is met. Therefore

these fracture tests for the pearlitic steel yield a

valid value of K Ic according to ASTM E399. The

average value of K Ic was found to be 41 MPa √m

for the premium pearlitic steel.

0246810121416182022Crack Length a, (mm)E n e r g y R e l e a s e R a t e , J * (k J /m 2)

Based on the plane strain fracture toughness

analysis using compact tension specimens, the

fracture toughness of the bainitic steel was found to be about 27% higher than that of the premium pearlitic steel. Fatigue Crack Growth Analysis

The average crack length, a , versus the number of cycles, N, for both bainitic and pearlitic rail steel is shown in Figure 1. It can be seen from Figure 1 that the total fatigue lifetime of the bainitic steel is much higher than that of the pearlitic steel. This is based on the average of three macroscopically identical specimens from each material. The total average fatigue

lifetime for the bainitic steel is about 78,000

cycles, while that for pearlitic is about 11,000. It

is also shown that both initiation lifetime and

propagation lifetime for the bainitic steel is

higher than that for the pearlitic. The slopes of

the curves in Figure 1 are taken as the average

crack speed at each crack length.

Energy Release Rate

The potential energy, P, was calculated from

the hysteresis loops recorded at intervals of

number of cycles. It is the area above the

unloading curve at each crack length. On this

basis, the relationship between the potential

energy and the fatigue crack length, a , was established. The energy release rate J* was evaluated from the potential energy curve a is the crack length and B is the specimen thickness. Figure 2 illustrates the average energy release rate, J*, as a function of the crack length, a , for the bainitic and pearlitic rail steels. The value of J* increases with the increase of the crack length, a . The critical value of J* for the bainitic steel is about 40 kJ/m 2, while that for the pearlitic steel is about 13 kJ/m 2

. This is the point where the onset of rapid crack growth is observed. The a c , and

respectively.

Figure 2: Energy release rate, J*, versus the fatigue crack length, a. Fatigue Crack Growth Kinetics The crack speed versus the energy release rate J* for both the bainitic and pearlitic rail steel are shown in Figure 3. The crack deceleration in the case of the bainitic steel started after a J* value of about 10 kJ/m 2. This is indicative of material damage ahead of the crack tip. It can also be seen from Figure 4 that the first stage, or initiation stage, of fatigue crack propagation (FCP) kinetics is well developed in the bainitic steel, while that for the pearlitic is less pronounced. Under the same J*, the crack growth rate of pearlitic steel is higher than that

of bainitic steel, which means that bainitic rail steel has higher resistance to FCP. In order to analyze the fatigue crack growth behavior of the two materials the Paris Law was used, as defined in the following equation: (6) In this equation, da/dN is the crack speed and J* is the energy release rate, both obtained from Figure 3. The empirical constants, A and m are parameters that depend on the material properties, obtained from Figure 3. The average values of A and m for the bainitic steel are 1.0 x 10-8

and 1.13 respectively, while those for the premium pearlitic steel are 3.04 x 10-12

and 5.44. The influence of the value of m in the above

equation is much greater than the influence of the constant A due to its role as an exponent rather than as a multiplicative factor. The lower value of m reflects the considerably lower crack speeds at the same value of J* for the bainitic steel, even with the much higher value of A. Figure 3 Crack growth rate, da/dN, versus energy release rate, J*. CONCLUSIONS Fracture toughness evaluation was conducted on bainitic and pearlitic rail steels using (? T) compact tension specimens according to ASTM standard E399. It was found that the average K Ic for the bainitic rail steel is 52 MPa √m, while that of the premium pearlitic steel is 41 MPa √m. It was also found that the crack speed for the bainitic steel is lower than that for the pearlitic steel over the entire range of the energy release rate. The bainitic steel exhibits a higher rate of crack deceleration in the second stage, as indicated by the lower slope of the FCP curve in comparison with the pearlitic steel. This indicates the superior resistance of bainitic rail steel to FCP, i.e. higher fatigue damage

tolerance. Also, ductile tearing and extensive

ridge formation are associated with the stable crack propagation region of the bainitic steel. Pulled-up pearlite lamella, limited microcracks and micro-void coalescence can be found in the pearlitic steel. In general, the more ductile features of the bainitic steel reflect the crack deceleration and indicate a considerably high energy consuming process giving it its superior fracture and fatigue damage tolerance. *)

log(log log m A da +=??

REFERENCES

1. Sawley, K. J., Technology Digest, TD97-001, 1997.

2. Orringer, O. et al. Risk/Benefit Assessment of Delayed Action Concept for Rail Inspection , DOT/FRA/ORD-99/03 DOT-VNTSC-FRA-99-7, FRA, Office of R& D, Washington D. C.

1997.

3. Glowacki, M. and R. Kuziak. Conf. Proc.

COMPLAST 5 (Computational Plasticity), eds.

D.R.J. Owen,

E. Onate, E. Hinton, Barcelona, March 1997, 1313 - 1316. 1.E -081.E -07

1.E -06

1.E -05

1.E -0401020304E nergy Release Rate, J* (kJ/m2)

C r a c k G r o w t h R a t e , d A /d N (m /c y

c l e )

0 4. Vitez, I., and B. Todic. ECF 9 - Reliability and Structural Integrity of Advanced Materials , Vol. I and II: 1992, .1291-1296.

ACKNOWLEDGEMENTS

Heshmat Aglan, professor at Tuskegee

University, performed this study. Mahmood Fateh, FRA Technical Representative, provided

support through technical discussions. CONTACT Mahmood Fateh Federal Railroad Administration Office of Research and Development 1120 Vermont Avenue NW – Mail Stop 20 Washington, DC 20590 TEL: (202) 493-6361 FAX: (202) 493-6333 Mahmood.Fateh@https://www.sodocs.net/doc/0816854391.html,

J dN ?

???

人教版八年级英语下册常用固定搭配总结

八下英语固定用法总结 1.Doing类 Have problems/trouble/difficulty in doing sth Mind doing sth Mind sb doing sth Finish doing sth Do one’s part in doing sth Keep on doing sth Keep doing sth Instead of doing sth Can’t stop/help doing sth Be busy doing sth Be interested in doing sth Succeed in doing sth Consider doing sth Allow doing sth 2.To do 类 Need to do sth Expect sb to do sth Agree to do sth Seem to do sth Wait for sb to do sth Used to do sth Make plans to do sth Ask sb to do sth Decide to do sth Want sb to do sth Want to do sth Learn to do sth Allow sb to do sth Tell sb to do sth Refuse to do sth Offer to do sth Try to do sth It takes some time to do sth Send sb to do sth Have time to do sth Hope to do sth Be able to do sth

compare用法与搭配

compare用法与搭配 1. 表示“把……与……比较”，通常用compare…with…，但在现代英语中，也可用compare… to…，或者用compare…and…。如： If you compare his work with [and] hers, you’ll find hers is much better. 要是把他俩的工作比较一下，就会发现她的好得多。 Having compared the new dictionary with [to, an d] the old one, he found the new one more helpful. 将新旧词典比较之后，他发现新词典更有用。 2. 表示“把……比作……”，通常用compare…to…， 一般不用compare…with…。如： Shakespeare compared the world to a stage. 莎士 比亚把世界比作舞台。 The poet compares the woman he loves to a rose. 诗人把他所爱的女人比作玫瑰。 3. 在compared to [with]（与……相比）这一习语中，用to或with已没什么区别。如： Compared with [to] him, I’m just a beginner. 和他相比，我只是一个初学者。 Compared to [with] many women, she was very for tunate. 和许多女人相比，她算是很幸运的了。 4. 用作不及物动词时，其后习惯上接with(也有时接t o)，多与情态动词can连用，表示“比得上”“能与……比美”，但一般用于否定句或疑问句中。如： Nothing can compare with wool for warmth. 没有 比羊毛更暖和的东西了。 Life in a town can’t compare with life in the c ountry. 乡村的生活比城镇的生活好得多。

公路桥梁结构桥梁抗疲劳设计方法应用

公路桥梁结构桥梁抗疲劳设计方法应用 摘要：随着我国社会既经济的发展，公路桥梁工程建设越发的完善，但是由于我国人口众多，私家车拥有量也是与日俱增，这就导致我国公路桥梁工程的消耗使用比较严重，部分公路桥梁由于长期处于疲劳工作状态下使得其结构出现严重破损，影响交通工程的安全性。其中，桥梁工程出现疲劳的现象比较多，所以，在进行公路桥梁结构看疲劳设计时要将工作重点放在桥梁抗疲劳设计上，从而促进公路桥梁抗疲劳性能。 关键词：公路桥梁；结构桥梁；抗疲劳设计；方法应用 引言 随着我国社会经济的发展，结构桥梁工程的建设越来越多，但是在发展的同时也会越到需索刁钻的问题，其中，抗疲劳设计就是一项比较复杂而且艰难的工作。在施工与运行的过程中如果略了各类问题，就会导致工程在启动之后出现抗疲劳强度不足，出现桥梁使用年限缩小的情况。 一、影响桥梁结构抗疲劳强度因素 1．残余应力 在我国现阶段的桥梁建设中普遍采用钢结构作为桥梁的主要材料，而钢结构的抗疲劳性能基本上是受加工材料性能的影响，例如在加工阶段中冶炼、轧制、焊接等过程，都与可能会出现受热不均的现象，致使钢结构内部存在残余应力，对于钢结构桥梁来说，其一般只能承受翼缘内周期性压力应力，在高残余拉应力范围内便会出现开裂问题，而影响桥梁结构抗疲劳性能。针对钢结构中的残余应力，如果不能够完全掌握受力的峰值，还有受力的分布区域，这就很可能会造成残余应力影响钢结构质量的问题出现，尤其是对桥梁结构疲劳强度影响十分明显。 2．低温冷脆循环作用 在一般情况下，钢结构桥梁工程的施工过程对下弦和桥墩支座连接位置的集中应力以及流限状态的研究不够全面，这种钢结构桥梁受到低温冷脆循环很容易会发生脆断的现象。除此之外，当钢结构材料厚度为B≥2．5(KIC/σys)2时，钢结构平面应力逐渐趋于脆性状态，是钢结构桥梁施工设计的要点。 3．其余因素 3.1钢结构的材料特性

动词的用法及各种搭配

一、接不定式（而不接动名词）作宾语的24个常用动词afford to do sth. 负担得起做某事 agree to do sth. 同意做某事 arrange to do sth.安排做某事 ask to do sth. 要求做某事 beg to do sth. 请求做某事 care to do sth. 想要做某事 choose to do sth. 决定做某事 decide to do sth. 决定做某事 demand to do sth. 要求做某事 determine to do sth. 决心做某事 expect to do sth. 期待做某事 fear to do sth. 害怕做某事 help to do sth. 帮助做某事 hope to do sth. 希望做某事 learn to do sth. 学习做某事 manage to do sth. 设法做某事 offer to do sth. 主动提出做某事 plan to do sth. 计划做某事 prepare to do sth. 准备做某事 pretend to do sth. 假装做某事 promise to do sth. 答应做某事 refuse to do sth. 拒绝做某事 want to do sth. 想要做某事 wish to do sth. 希望做某事 注：有些不及物动词后习惯上也接不定式，不接动名词：aim to do sth. 打算做某事 fail to do sth. 未能做某事 long to do sth. 渴望做某事 happen to do sth. 碰巧做某事 hesitate to do sth. 犹豫做某事 struggle to do sth. 努力做某事 二、接不定式作宾补的36个常用动词 advise sb. to do sth. 建议某人做某事 allow sb. to do sth. 允许某人做某事 ask sb. to do sth.请（叫）某人做某事 bear sb. to do sth.忍受某人做某事 beg sb. to do sth. 请求某人做某事 cause sb. to do sth. 导致某人做某事 command sb. to do sth. 命令某人做某事 drive sb. to do sth .驱使某人做某事 elect sb. to do sth. 选举某人做某事 encourage sb. to do sth. 鼓励某人做某事

虚拟天文馆“学习指南”(六下)复习过程

虚拟天文馆“学习指南”(六下)

虚拟天文馆学习指南 学习者：六（）姓名__________ 一、月球观察 （一）观察同一天的不同时间，月球运动的方向： 1.打开虚拟天文馆，设置地点：苏州；时间：2016年4月17日15时 2．缩小画面,点亮"基点"按钮，调整方向使地面水平（东、南、西三字呈一直线）。点击“加快时间”按钮: 从地面观察，在同一天的不同时间，月球的运动方向是自______向______。 3.我们还观察到不仅月球这样运动，其他星体（除北极星外）的运动方向也是自______向______的。 （二）观察不同日期的同一时间，月球的运动方向： 缩小画面,点亮"基点"按钮，调整方向使地面水平（东、南、西三字呈一直线）。 1.设置观察时间：2016年4月7日20时（农历三月初一），不关闭“日期时间”窗口， 逐一增加日期（时间始终为20时，分、秒忽略），连续观察月球的方位，直到2016年5月6日（农历三月三十）是一整个月。 2.同样的方法，继续往后推时间，观察下一个月的月球方位。你发现什么规律了么？ 从地面观察，月球在不同日期的同一时间，运动的方向是自_____向_______的。（三）观察月球的样子（月相） 1.打开“日期时间”窗口，设置时间为2016年4月10日20时（初四，7、8、9日观察不到 月球）。不关闭“日期时间”窗口，点击月球。按画面右上角第二个“传感器”按钮，近距离观察月球的样子。注意：请不要用目镜观察，目镜观察到的图像是相反的。 2.逐一增加日期（时、分、秒忽略），连续观察月相的变化，找到规律，请连线。 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

常用介词及副词的搭配用法归纳

常用介词及副词的搭配用法归纳 （－）about about既可以用作介词也可以用作副词，它常和下列名词,动词，形容词搭配使用。 名词＋about talk about 关于???谈话；information about/on 关于???知识，消息 动词＋about think about sth. 考虑某事look about 环顾；考虑 bring about 带来，造成，引起leave about 乱放 come about 发生go about 四处走动 get about 走动，传开，着手干set about 开始，着手 hang about 逗留，徘徊put about 传播谣言 turn about 回首，转身，轮流tell sb.about sth. 告诉某人某事 grief about sth. 对…伤心confuse sb.about sth 使某人对某事感到混乱bother sb.about sth 为某事打扰某人gossip about sb.or sth.谈论、闲聊某人或事某形容词+about hopeful about/of 希望，期待particular about 对…讲究，特别 enthusiastic about 对…热心crazy about ab./sth. 对…欣喜 sure about/of 对..确定知道，对…有把握 anxious about 对…担忧，焦虑anxious for 渴望 careful about/of 注意，保护，保重careful with 对…注意，照顾 careless about 对…不留心feel nervous about/at sth. 对…感到不安 doubtful about/of 对…感到好奇optimistic about 对…感到乐观 happy about/at sth. 因某事而感到高兴 （二）across across 既可以用作介词也可以用作副词，它常与下列动词搭配使用。 come across 横越…，偶尔碰见run across 跑着穿过；偶尔碰见 cut across 抄近路穿过get across 惹（某人）不高兴；通过 get sth. across 领会put across 哄骗put sth. across 使人听懂 （三）against against 只用作介词，常与下列名词或动词搭配使用。 1）名词+against grudge against 对…怨恨declaration against 反对…声明或宣言 hostility against 对…敌意battle against 反对…的斗争 2）动词+against swim against the current/tide 逆流而泳run against the wind 逆风而跑 work against 反对，抢时间defend against 团结起来反对… side against 与别人站在一方反对…人rebel against 反，反抗… stand against 反对…prejudice against 对…有偏见 rise against 起来反对…argue against 抗议，反对… …反抗strike against 抗议，反对protest against

疲劳分析流程 fatigue

摘要：疲劳破坏是结构的主要失效形式，疲劳失效研究在结构安全分析中扮演着举足轻重的角色。因此结构的疲劳强度和疲劳寿命是其强度和可靠性研究的主要内容之一。机车车辆结构的疲劳设计必须服从一定的疲劳机理,并在系统结构的可靠性安全设计中考虑复合的疲劳设计技术的应用。国内的机车车辆主要结构部件的疲劳寿命评估和分析采用复合的疲劳设计技术，国外从疲劳寿命的理论计算和疲劳试验两个方面在疲劳研究和应用领域有很多新发展的理论方法和技术手段。不论国内国外，一批人几十年如一日致力于疲劳的研究，对疲劳问题研究贡献颇多。 关键词：疲劳 UIC标准疲劳载荷 IIW标准 S-N曲线机车车辆 一、国内外轨道车辆的疲劳研究现状 6月30日15时，备受关注的京沪高铁正式开通运营。作为新中国成立以来一次建设里程最长、投资最大、标准最高的高速铁路，京沪高铁贯通“三市四省”，串起京沪“经济走廊”。京沪高铁的开通，不仅乘客可以享受到便捷与实惠，沿线城市也需面对高铁带来的机遇和挑战。在享受这些待遇的同时，专家指出，各省市要想从中分得一杯羹，配套设施建设以及机车车辆的安全性绝对不容忽略。根据机车车辆的现代设计方法，对结构在要求做到尽可能轻量化的同时，也要求具备高度可靠性和足够的安全性。这两者之间常常出现矛盾，因此，如何准确研究其关键结构部件在运行中的使用寿命以及如何进行结构的抗疲劳设计是结构强度寿命预测领域研究中的前沿课题。 在随机动载作用下的结构疲劳设计更是成为当前机车车辆结构疲劳设计的研究重点，而如何预测关键结构和部件的疲劳寿命又是未来机车车辆结构疲劳设计的重要发展方向之一。机车车辆承受的外部载荷大部分是随时间而变化的循环随机载荷。在这种随机动载荷的作用下，机车车辆的许多构件都产生动态应力，引起疲劳损伤，而损伤累积后的结构破坏的形式经常是疲劳裂纹的萌生和最终结构的断裂破坏。随着国内铁路运行速度的不断提高，一些关键结构部件，如转向架的构架、牵引拉杆等都出现了一些断裂事故。因此，机车车辆的结构疲劳设计已经逐渐成为机车车辆新产品开发前期的必要过程之一，而通过有效的计算方法预测结构的疲劳寿命是结构设计的重要目标。 1.1国外 早在十九世纪后期德国工程师Wohler系统论述了疲劳寿命和循环应力的关系并提出了S-N 曲线和疲劳极限的概念以来，国内外疲劳领域的研究已经产生了大量新的研究方法和研究成果。 结构疲劳设计中主要有两方面的问题：一是用一定材料制成的构件的疲劳寿命曲线；二是结构件的工作应力谱，也就是载荷谱。载荷谱包括外部的载荷及动态特性对结构的影响。根据疲劳寿命曲线和工作应力谱的关系，有3种设计概念：静态设计(仅考虑静强度)；工作应力须低于疲劳寿命曲线的疲劳耐久限设计；根据工作强度设计，即运用实际使用条件下的载荷谱。实际载荷因为受到车辆等诸多因素的影响而有相当大的离散性，它严重地影响了载荷谱的最大应力幅值、分布函数及全部循环数。为了对疲劳寿命进行准确的评价，必须知道设计谱的存在概率，并且考虑实际载荷离散性，才可以确定结构可靠的疲劳寿命。 20世纪60年代，世界上第一条高速铁路建成，自那时起，一些国外高速铁路发达国家已经深入研究机车车辆结构轻量化带来的关键结构部件的疲劳强度和疲劳寿命预测问题。其中，包括日本对车轴和焊接构架疲劳问题的研究；法国和德国采用试验台仿真和实际线路相结合的技术开发出试验用的机车车辆疲劳分析方法；英国和美国对转向架累计损伤疲劳方面的研究等等。在这些研究中提出了大量有效的疲劳寿命的预测研究方法。 1.2、国内 1.2.1国内疲劳研究现状与方法 国内铁路相关的科研院所对结构的疲劳寿命也展开了大量的研究和分析，并且得到了很多研

purpose的用法与搭配

p u r p o s e的用法与搭配 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

purpose的用法与搭配 用作名词，主要意思为“目的”“目标”，用法注意： 1.表示做某事的目的，通常用 the purpose of 的结构。如： What was the purpose of his visit 他来访的目的是什么？ He came here with [for] the purpose of seeing his family. 他来这里的目的是探亲。若 purpose 前用了物主代词，则通常连用介词 in。如： What is your purpose in being here 你在这儿干什么？ Her purpose in going to Japan is to look for her uncle. 她去日本的目的是找她叔叔。 以下结构也用介词 in。如： I have a purpose in making this trip to Europe. 我这次欧洲之行是有目的的。 2.表示为了某种目的，通常用for…purposes（其中的 purpose通常用复数）。如： He keeps a horse for pleasure purposes. 他为消遣而养马。 He learns Japanese for business purposes. 他学习日语是为做生意。 类似的例子有：for medical purposes（为了医学的目的），for defence purposes （为了防御之目的），for scientific purposes（为了科学的目的），English for commercial purposes（商业英语）等。 3.用于 on purpose, 意为“有意地”“故意地”。如： I came here on purpose to see you. 我是特意来看你的。

say-tell-talk-speak的用法和区别

词汇辨析 say、tell、speak、talk的区别 1、say意为“说出”“说过”，强调说话的内容，也可与to连用，say to sb.意为“对某人说”。 eg. He often says“hello”to me with a smile. 他常笑着向我问好。 I can say it in English. 我能用英语说它。 He says to me,“I like my hometown.”他对我说：“我喜欢我的家乡。” 2、tell意为“讲述”“告诉”，作及物动词时，指把一件事或一个故事讲出来，有连续诉说之意。如：tell the truth说实话，tell a story讲故事。tell也可接双宾语结构或复合宾语结构。如tell sb. sth.告诉某人某事；tell sb. about sth.告诉某人关于某事；tell sb.（not）to do sth.告诉某人（不要）去做某事。 eg.－What did your mother tell you just now? 刚才你妈妈告诉你什么了？ －She told me not to ride a bike quickly. It's too dangerous. 她告诉我不要快骑自行车，那太危险了。 Please tell me something about yourself.请告诉我关于你自己的一些事情。 3、speak的意思是“说话”，作不及物动词时，通常指说话的能力和方

式；作及物动词时，其后的宾语为某种语言。speak to sb.表示“同某人说话”。 eg. Would you like to speak at the meeting? 你要在会上发言吗？ Bob speaks Chinese quite well. 鲍勃汉语说得相当好。 Joe can speak a little Chinese. 乔能说一点儿汉语。 May I speak to Mr. Green? 我可以同格林先生通话吗？ （此句常用于打电话用语中） He is speaking to Lily. 他正在和莉莉说话。 4、talk的意思是“谈话，谈论”，指相互之间的谈话，一般用作不及物动词，与介词to或with连用，表示“与……交谈”。而谈及关于某人或某事时，后接介词of或about. eg. They are talking on the phone. 他们正在电话中交谈。 My mother is talking with my teacher. 我妈妈正在和我的老师谈话。We are talking in English.我们正用英语交谈。 What are they talking about? 他们正在谈论什么？ We talked about this problem for hours. 我们就这个问题谈了好几个小时。 检测： 用say、tell、speak、talk 的适当形式填空。 1. Excuse me .Can you ___________ me the way to the post office ?

虚拟天文馆操作手册

最佳答案 移动和选取前后翻页放大缩小 移动和选取CTRL+上下箭头放大缩小 移动和选取鼠标滚轮放大缩小 移动和选取鼠标左键选择天体 移动和选取鼠标右键取消天体选择 移动和选取反斜杠(\) 自动缩小 移动和选取正斜杠(/) 自动放大到所选物体 移动和选取空格键将所选物体置于屏幕中心 显示回车键切换赤道仪和经纬仪 显示F1 全屏显示模式开关 显示c 星座连线显示开关 显示b 星座界线显示开关 显示v 星座名称显示开关 显示r 星座艺术图像显示开关 显示d 星名显示开关 显示n 星云名称显示开关：不显示/显示简称/显示全称 显示e 天球赤道坐标网格显示开关 显示z 循环显示：地平线/地平坐标网格/都不显示 显示p 循环显示：无行星标签/有行星标签/行星标签和轨道 显示g 地面显示开关 显示a 大气显示开关 显示f 地平雾气显示开关 显示q 方向基点（东、西、南、北）显示开关 显示o 切换月面显示比例（4倍/1倍） 显示t 天体追踪开关（移动天幕，始终将选中的天体显示在屏幕中央）显示s 恒星显示开关 显示4 或者,(逗号) 循环显示：黄道/黄道和行星轨道/不显示 显示5 或者 .(句号) 天球赤道显示开关 窗口及其他控制CTRL+s 截取屏幕图像写入stellarium*.bmp文件 窗口及其他控制CTRL+r 显示/关闭脚本记录器 窗口及其他控制CTRL+f 显示/关闭搜索窗口 窗口及其他控制h 显示/关闭帮助窗口 窗口及其他控制i 显示/关闭信息窗口 窗口及其他控制数字1 显示/关闭设置窗口 窗口及其他控制m 显示/关闭文字菜单 窗口及其他控制ESC 关闭打开的窗口（帮助、信息、设置等窗口） 时间和日期6 暂停时间流动（在脚本运行时为暂停脚本执行） 时间和日期7 设置时间流动速度为0（时间停止） 时间和日期8 将时间设为当前时间 时间和日期j 减慢时间流动（在脚本运行时为降低脚本速度） 时间和日期k 设置时间流动速度为正常 时间和日期l 加速时间流动（在脚本运行时为加快脚本速度） 时间和日期- 时间后退24小时

abaqus与fatigue结合疲劳分析

a b a q u s与f a t i g u e结 合疲劳分析 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

Fatigue 分析实例 为如图1所示的中心孔板，材料为LY12-CZ ，板宽50mm,孔直径为8mm ，板厚1mm 。LY12-CZ 铝板弹性模量GPa E 68=，强度极限MPa b 482=σ。在板的两边施加1MPa 的均布拉应力。 图1 中心孔板结构示意图 1、应力计算结果与分析 对上述模型进行有限元计算，结果应力云图如图2所示。

图2 应力云图 2、*.Fil文件说明 *.fil文件是ABAQUS的一种二进制输出文件，供其他软件（如Patran）后处理使用，如生成X-Y曲线，制作二维表格等，可以输出的项目包括：单元、节点、接触面、能量、模态、梁截面等的输出信息，输出的方法是在INP文件中增加输出指令， 生成*.fil文件的步骤如下 对ABAQUS/Standard，可以直接输出.fil文件，步骤如下： 在inp文件中，step步骤之后， end step步骤之前，加上以下内容：

*NODE FILE RF,U,V **输出节点的作用力(RF)，位移(U,V)到*.fil中 *EL FILE S,E **输出单元应力(S)，应变(E)到*.fil中 在abaqus的job界面重新运行inp文件，即可得到对应的fil文件3、疲劳寿命估算 疲劳寿命估算需用到软件中的模块。如图3所示，位于的Tools菜单下，点击Main Interface即可进入模块主界面。 图3 在中进入界面

purpose的用法与搭配.

purpose的用法与搭配 用作名词，主要意思为“目的”“目标”，用法注意： 1.表示做某事的目的，通常用the purpose of 的结构。如： What was the purpose of his visit? 他来访的目的是什么? He came here with [for] the purpose of seeing his family. 他来这里的目的是探亲。若purpose 前用了物主代词，则通常连用介词in。如： What is your purpose in being here? 你在这儿干什么? Her purpose in going to Japan is to look for her uncle. 她去日本的目的是找她叔叔。 以下结构也用介词in。如： I have a purpose in making this trip to Europe. 我这次欧洲之行是有目的的。 2.表示为了某种目的，通常用for…purposes（其中的purpose通常用复数）。如： He keeps a horse for pleasure purposes. 他为消遣而养马。 He learns Japanese for business purposes. 他学习日语是为做生意。 类似的例子有：for medical purposes（为了医学的目的），for defence purposes （为了防御之目的），for scientific purposes（为了科学的目的），English for commercial purposes（商业英语）等。 3.用于on purpose, 意为“有意地”“故意地”。如： I came here on purpose to see you. 我是特意来看你的。 She broke the dish on purpose just to show her anger. 她故意打破碟子以表示她的愤怒。 4.用于to little (no, some) purpose，表示“几乎徒劳（毫无成效，有一定效果）地”。如： Money has been invested in the scheme to very little purpose. 资金已投入那计划中却几无成效。 We spoke to little purpose. His mind was clearly made up already. 我们说的话不起作用，他显然早已下定决心了。

tell地用法和常见搭配

tell的用法和常见搭配 tell的中文含义是：说；告诉；讲述。 例句：Tell him to wait for a few minutes, please. 请告诉他等几分钟。 tell一般用作及物动词，常用于tell somebody to do something这个结构中，表示“要某人做某事”，如：Tell the kids to be quite, please. 请告诉孩子们保持安静。类似的结构还有ask somebody to do something。 tell还常用于tell somebody something和tell somebody about something这两个结构中。两个结构都有“告诉”的意思，它们的区别是：tell somebody something告诉某人某事（往往是不需要解释、说明的事）；tell somebody about something向某人讲述某事（往往含有解释、说明的意味）。试比较： Tell me your phone number. 告诉我你的。 Please tell me something about your school life. 请给我讲讲你的校园生活吧。 常用搭配： tell somebody to do something 告诉某人去做某事 tell somebody something 告诉某人某事 tell somebody about something 向某人讲述某事 speak, talk, say, tell的用法区别 这四个词的用法辨析是中考英语中考得最经常的同义词辨析之一。综观各省市的中考英语真题情况，我们发现，中考对这四个词的考查主要侧重于其用法差异和习惯表达方面的不同。因此，本文拟在这两个方面谈谈它们的具体用法和区别。 一、用法方面的区别 1.speak 强调单方的“说”或“讲”，一般用作不及物动词，要表示“对某人说(某事)”，可用 speak to [with] sb (about sth)。如： Please speak more slowly. 请说慢一点。 I spoke to [with] the chairman about my idea. 我跟主席说了我的想法。

[硕士论文] 虚拟天文台数据访问服务(VO-DAS)之任务调度研究及VO-DAS的应用

分类号密级 UDC编号 华中师范大学 硕士学位论文 虚拟天文台数据访问服务(VO-DAS)之任务调度研究 及VO-DAS的应用 田海俊 指导教师郑小平教授、赵永恒研究员、崔辰州副研究员 华中师范大学物理科学与技术学院申请学位级别硕士学科专业名称理论物理 论文提交日期2007年6月论文答辩日期2007年6月 培养单位物理科学与技术学院 学位授予单位华中师范大学 答辩委员会主席

Job Scheduling Research in Virtual Observatory Data Access Service(VO-DAS) and VO-DAS Application Hai-Jun Tian Supervisor: Prof.Xiao-Ping Zheng&Prof.Yong-Heng Zhao&Dr.Chen-Zhou Cui HuaZhong Normal University May,2007 Submitted in total ful?lment of the requirements for the degree of Master in Theory of Physics

摘要 天文观测数据资源具有时间跨度大、数据量大、存储管理分散、管理工具驳杂等特点。如何提供给天文学家一个统一访问这些分布存放的异构数据资源的方案，是虚拟天文台的一个重要研究课题。 计算机与互联网技术的飞速发展，网格技术、XML技术、语义网技术等全新IT技术的涌现，以及在此技术背景下，国际虚拟天文台联盟(IVOA)依据天文自身的特点不断提出并完善的各种规范标准，使得海量、分布式、多波段天文数据的无缝融合和处理成为可能。 对于异地异构数据的统一访问，我们基于开放网格服务架构（OGSA）提出了一种网格的解决方案：使用OGSA-DAI技术实现了对异地异构的天文星表数据、图像数据和光谱数据的统一封装（DataNode）；利用ADQL语言完成对任务的统一描述；基于WSRF框架完善了对数据资源、计算资源以及存储资源的任务调度。我们设计的虚拟天文台数据访问服务（VO-DAS）实现了对数据资源、计算资源、存储资源的自动发现以及异地异构数据的联合访问并对访问结果进行数据分析的一体化工作模式，这将使天文数据源的多波段交叉证认、海量数据分析及对分析结果的可视化等成为可能。VO-DAS支持国际虚拟天文台联盟（IVOA）的各项相关标准，使得它具有良好的互操作性，它的对外接口简单实用、可以针对不同需求的天文数据用户发展出多种网格应用产品。 论文以VO-DAS的任务调度及其实现为重点，分别对VO-DAS的设计模式、Session 机制、生命周期、资源销毁、异常处理等模块进行了详细的阐述，并从多个角度分别给出了系统的设计图。为了验证以OGSA-DAI为基础的天文数据访问的可行性和性能，我们采用两个科学范例对VO-DAS原型进行了实验。 论文最后以VO-DAS对China-VO Ephemeris WS计算平台的扩展为例，介绍了VO-DAS外部接口的扩展方法,以及VO-DAS在星历计算方面的应用，并简要阐述了VO-DAS在其他方面的科学应用。 关键词：虚拟天文台，数据访问，网格技术，OGSA-DAI

疲劳分析计算的流程

疲劳分析，从零开始 1 测量应变、应力谱图 （1）衡量应力集中的区域，布置应变片 可以通过模拟（有限元）或试验（原型上涂上一层油漆，待油漆干后施加载荷，油漆剥落的地方应力集中），确定应力集中的区域，然后按左下图在应力集中区域布置三个应变片： 因为材料是各向同性，所以x,y方向并不一定是水平和竖直方向，但两者一定要垂直，中间一个一定要和x,y方向成45°角。 （2）根据测的应变和材料性能，计算应力 测得的三个应变，分别记为εx, εy, εxy。两个主应力（假设只有弹性变形）： 其中，E为材料的弹性模量，μ为泊松比。根据这两个主应力，可以计算出有些方法可能需要的等效应力（主要目的是将多分量的应力状态转化为一个数值，以方便应用材料的疲劳数据），如米塞斯等效应力：

()()222122121σσσσσ++-=m 或最大剪应力： ()2121 σσστ-= 实际测量的是应变-时间谱图，应力（或等效应力）-时间谱图可由上述公式计算。 （３）分解谱图 就是对上面测得的应力（应变）－时间谱图进行分解统计，计算出不同应力（包括幅度和平均值）循环下的次数，以便计算累积的损伤。最常用的是雨流法（rainflow counting method ）。 2 获取材料数据 如果载荷频率不高，可以做一组简单的疲劳测试（正弦应力，拉压或弯曲均可，有国家标准）： 得到一条应力-寿命（即循环次数）曲线，即所谓的S-N 曲线：

1：如果载荷频率较高或温度变化较大，还要测量不同平均应力和不同温度下的S-N 载荷，以便进行插值计算，因为此时平均应力对寿命有影响。也可以根据不同的经验公式（如Ｇｏｏｄｍａｎ准则，Ｇｅｒｂｅｒ准则等），以及其他材料性能（如拉伸强度，破坏强度等），由普通的Ｓ－Ｎ曲线（即平均应力为０）来计算平均应力不为零时对应的疲劳寿命。 2：如果材料数据极为有限，或者公司很穷很懒不愿做疲劳试验，也可以由材料的强度估算疲劳性能。 3：:如果出现塑性应变，累计损伤一般基于应变－寿命曲线（即Ｅ－Ｎ曲线），所以需要施加应变载荷。 3 损伤计算 到目前为止，疲劳分析基本上是基于经验公式，还没有完全统一的理论。损伤 累积的计算方法有很多种，最常用的是线性累计损伤（即Ｍiner 准则）， 但其结果不保守，计算得到的寿命偏高。 ∑∑≥=0.1,f i i i N n D 准确度比较高的累计准则是双线性准则，并且计算比“破坏曲线法”要容易，所以，是一个很好的折衷选择。

抗疲劳设计

抗疲劳设计 1、疲劳的概念 疲劳是指材料在循环应力和应变作用下，在一处或者几处逐渐产生局部永久性累计损伤，经一定循环次数产生裂纹或者突然发生完全断裂的过程。 2、疲劳破坏失效的特点 金属零件在使用中发生疲劳破坏的特点：（1）突发性；（2）高度局部性；（3）对各种缺陷的敏感性。 3、疲劳破坏机理 金属的疲劳破坏可以分为疲劳裂纹萌生、疲劳裂纹扩展和失稳断裂三个阶段。 （1）疲劳裂纹萌生 疲劳裂纹萌生是由塑形应变集中引起，有三种常见的萌生方式：滑移带开裂，晶界或孪晶界开裂，夹杂物或相与基体的界面开裂。其中，滑移带开裂不但是最常见的疲劳裂纹萌生方式，也是三种萌生方式中最基本的一种。 （2）疲劳裂纹扩展 疲劳裂纹扩展可以分为第Ⅰ阶段裂纹扩展和第Ⅱ阶段裂纹扩展两个阶段。其中，第Ⅰ阶段裂纹扩展在断口上一般并不留下任何痕迹，第Ⅱ阶段裂纹扩展则常留下“条带”的显微特征。 （3）失稳断裂 失稳断裂是疲劳破坏的最终阶段，它与前两个阶段不同，是在一瞬间突然发生的。 4、疲劳破坏的原因 影响机械零件疲劳强度的因素很多，归纳起来可以从内因（材料的化学成分、组织、内部缺陷、材料强韧化、材料的选择及热处理状况等）和外因（零件几何形状及表面状态、装配与连接、使用环境因素、结构设计、载荷特性等）两个方面来考虑。 （1）缺口效应

在机械零件中，由于结构上的要求，一般都存在有槽沟、轴肩、孔、拐角、切口等截面变化，这些截面变化称之为缺口。在这些缺口处，不可避免地要产生应力集中，而应力集中又必然使零件的局部应力提高。当零件承受静载荷时，由于常用的结构材料都是延性材料，有一定的塑形，在破坏以前有一个宏观塑形变形过程，使零件上的应力重新分配，自动趋于均匀化，因此，缺口对零件的静强度一般没有多大的影响。疲劳破坏的情形完全不同，这时截面上的名义应力尚未达到材料的屈服极限，因此破坏以前不产生明显的宏观塑性变形。这样便使得应力集中处的疲劳强度比光滑部分底，常常成为零件的薄弱环节。因此，抗疲劳设计时必须考虑缺口效应。 （2）尺寸效应 式样和零件的尺寸对其疲劳强度影响很大，一般说来，零件和试样的尺寸增大时疲劳强度降低。这种疲劳强度随着零件尺寸增大而降低的现象称为尺寸效应。 （3）表面加工方法的影响 金属切削加工不仅是一个使制件得到一定尺寸和形状的过程，而且与热处理一样，对金属的性质（确切的说，是对于制件表面层的性质）也有重要影响。制件的疲劳强度多由表面层的性质决定，因此，切削用量、切削工具的几何形状等与切削加工有关的因素，都对疲劳强度的发生有影响。 （4）平均应力的影响 拉伸平均应力使疲劳强度和寿命降低，压缩平均应力使疲劳强度和寿命增加。 （5）其它因素的影响 a)加载频率的影响低频使疲劳极限降低，高频使疲劳极限升高； b)应力波形的影响循环的波形（正玄、三角形、梯形、矩形等）确定 了在最大应力下停留时间。在高温与腐蚀介质条件下循环波形有较 大影响。滞后回线特性与循环波形密切相关，因此，在应变伏较大 的情况下，循环波形对裂纹形成寿命有很大影响，而对裂纹扩展寿 命影响很小。在焊接试验时，由三角波变为方波，使寿命明显降低。 c)中间停歇的影响1>中间停歇对疲劳极限没有明显的影响；2>中间 停歇对疲劳寿命有一定影响，其影响随材料而异。对低碳钢影响较 大，每隔10%N停歇6-8个小时可使疲劳寿命提高一倍以上；而对 于合金钢、铝合金、镁、铜等金属，则影响很小，停歇越频繁，停 歇时间越长，对疲劳寿命的影响越大。停歇时若对试样进行中间加

巧用虚拟天文馆软件Stellarium演示太阳周日视运动轨迹_贺志康

福建师范大学地理科学学院（350007）　贺志康 巧用虚拟天文馆软件Stellarium 演示太阳周日视运动轨迹 在高中地理必修1[1]《地球的运动》这一节中，昼夜交替与正午太阳高度角的变化两部分内容都涉及到一个知识点即太阳的周日运动。2012年安徽高考文综选择题第30题的正确解答就需要先确定太阳的方位，相类似的题目也比较常见，但鉴于平时疏于观察与空间思维能力有限等原因，大部分学生对这个知识点感觉很困难，难以理解与掌握。可以说，太阳周日视运动既是重点，也是难点。通过虚拟天文馆软件Stellarium 模拟太阳周日视运动，演示其运动轨迹，形象而又生动，有助于学生从感性认识向理性认识的转变，利于学生对太阳周日视运动的理解。 一、虚拟天文馆软件简介 虚拟天文馆软件Stellarium 是一款免费的虚拟星象仪的计算机软件。它使用OpenGL 对星空进行实时渲染，在电脑桌面上生成一块虚拟3D 天空，所模拟的星空效果与用肉眼，望远镜或者天文望远镜进行实际观察所看到的星空基本没有什么区别，形象逼真。它可以根据观测者所在的地方时和位置，计算天空中太阳、月球、行星和恒星的位置，并将其显示出来。它还可以绘制星座、虚拟天文现象（如日食、月食和流星雨等)。总之，Stellarium 是一款功能极其强大的软件，深受广大天文爱好者的喜欢，对地理教师的教学也很有用。 二、部分操作按键 Stellarium 提供了较多的键盘操作指令，版本更新很快。现在以Stellarium 0.12.1为例，将部分可能与演示操作有关的按键列出（如表1），剩余部分的操作指令，读者如有兴趣，打开软件后，按F1键进一步了解。 表1 操作按键说明 按键说明鼠标滚轮放大缩小 鼠标左键选择天体或移动画面鼠标右键取消天体选择 F1说明F2设定F5日期及时间F6所在地点Z 地平坐标网格 Q 基点 J 减缓时间流逝K 正常时间速度8调至当前时刻L 加快时间流逝 Ctrl+Q 退出 三、演示过程 下载安装完Stellarium 后，打开软件，此时如果显示为英文，则按F2键，出现一个界面，点击中间的下拉菜单进行语言设置，将语言设置为简体中文。软件初始设置地点为法国巴黎，时间是与电脑时间同步。 以北京为例，来演示当地2013年6月1日的太阳周日视运动轨迹。按F6键，则会出现一个界面，在这个界面的右上角的下拉菜单中寻找“北京”，或者先通过其他途径找到北京的经纬度，再在该界面的左下角输入北京的经纬度数值。北京的经纬度为东经116.46°，北纬39.92°。然后按住左键，拉动画面，找到“东”方向。若找不到，按Q 键。同时按Z 键，此时画面会显示地平坐标网络。接着找到太阳，单击鼠标左键，将太阳选中，此时画面左上角会出现与太阳相关的天文参数，如太阳的星等、赤经与赤纬、时角与赤纬等，特别 摘要：介绍了虚拟天文馆软件Stellarium，列举了软件的主要操作按键，介绍了用软件演示太阳周日视运动的操作过程。 关键词：虚拟天文馆软件；Stellarium；太阳周日视运动