塑性变形对6061铝合金疲劳寿命的影响

研究了6061铝合金在经过塑性变形后疲劳寿命的变化.对经过塑性变形和未经过塑性变形的铝合金板进行疲劳寿命试验,获得两种状态下的疲劳寿命.对实验数据进行处理,根据作图法利用小子样估计正态分布母体参数,给出了材料的P-N曲线和对应的方程.用t检验法进行显著性检验,并得到95％置信度时,两种状态材料的疲劳性能的差异.研究发现疲劳寿命具有明显的分散性,抽样的两个母体遵循正态分布,并且两种状态材料的疲劳性能差异明显.     

钒在铝合金高强汽车板中的应用研究

在挤压态5754铝合金高强汽车板中添加不同含量的合金元素钒和锶,并进行了拉伸性能和热疲劳性能的测试与分析。结果表明,添加钒和锶有助于改善汽车板的拉伸性能和热疲劳性能。钒和锶的含量分别优选为0.6%、0.4%。与不添加钒元素相比,添加0.6%钒的汽车板抗拉强度和屈服强度分别增大16%、43%,主裂纹平均宽度和平均深度分别减小36%、35%。与不添加锶元素相比,添加0.4%锶的含钒汽车板抗拉强度和屈服强度分别增大8%、17%,主裂纹平均宽度和平均深度分别减小73%、65%。     

钒在铝合高强汽车板中的应用研究

在挤压态5754铝合金高强汽车板中添加不同含量的合金元素钒和锶,并进行了拉伸性能和热疲劳性能的测试与分析.结果表明,添加钒和锶有助于改善汽车板的拉伸性能和热疲劳性能.钒和锶的含量分别优选为0.6％、0.4％.与不添加钒元素相比,添加0.6％钒的汽车板抗拉强度和屈服强度分别增大16％、43％,主裂纹平均宽度和平均深度分别减小36％、35％.与不添加锶元素相比,添加0.4％锶的含钒汽车板抗拉强度和屈服强度分别增大8％、17％,主裂纹平均宽度和平均深度分别减小73％、65％.     

摩托车铝合金车轮扭转疲劳有限元分析

使用三维建模软件UG和有限元分析软件ANSYS建立某款摩托车铝合金车轮的扭转疲劳试验有限元分析模型。结合A356铝合金的材料属性,通过ANSYS软件模拟分析车轮在试验条件下的应力应变分布规律,找出车轮结构中最大危险点的应力值。采用名义应力法对摩托车车轮扭转疲劳寿命进行预测,并与台架试验结果进行比较,验证了分析模型的正确性。     

腐蚀环境对预腐蚀铝合金腐蚀疲劳性能的影响

铝合金是飞机制造中机身部分最主要的材料,铝合金材料的腐蚀疲劳性能对于飞机的安全性有着极为显著的影响。本次研究中发现,飞机油箱积水的情况下,对飞机上预腐蚀铝合金的腐蚀疲劳性能影响是最大的,而其余的影响因素从重到轻分别为:盐水环境、潮湿环境以及实验室空气。当材料承受的应力比值达到0.5或是0.06时,在潮湿环境中材料的疲劳寿命要比在实验室空气中的相同材料要低,而具体降低的程度会随着应力的下降而相应增加;而在低应力水平下,油箱积水环境与盐水环境对材料疲劳寿命的影响几乎等同。当材料承受的应力比值为-1的情况下,盐水环境下的材料疲劳寿命总是要比油箱积水环境下的材料低一些;而在潮湿环境中的材料疲劳寿命与实验室内的材料相比,会随着材料承受应力的下降而出现下降,且下降的幅度要比应力比值为0.5或是0.06时要更大一些。     

Q235钢结构材料的超低周疲劳性能

对钢结构材料 Q235钢的超低周疲劳性能进行了研究。采用横向应变控制方法,保持频率1 Hz 恒定,在岛津电液伺服疲劳试验机上开展了试验钢的超低周疲劳试验。获得了循环应力响应特征曲线等实验数据,并在此基础上分别建立了试验钢基于塑性应变幅及应变速率的超低周疲劳寿命预测公式,且2种公式均能较好地对其寿命进行预测。通过电镜扫描(SEM),分析了试验材料超低周疲劳下的微观断裂机理。研究结果表明,试验材料在超低周疲劳与低周疲劳下的疲劳性能,如循环响应特征、寿命预测公式以及微观断裂机理等方面均存在一定的差异。     

汽车板QStE550TM应变疲劳性能研究

以3 mm厚汽车板用结构钢QStE550TM为研究对象,对其光滑试件进行了静态拉伸试验和不同应变水平控制下的应变疲劳性能测试,绘制了E-N曲线,并观察了疲劳断口形貌。试验结果表明,该汽车板屈强比和断层伸长率较高,具有良好的抗变形能力与加工成型性能。当应变幅小于0.8%时,循环寿命可达到104次以上,在低周应变循环中,该材料出现循环软化现象。疲劳断裂源于表面微裂纹的产生,疲劳源附近断口较为光滑,断口存在典型的疲劳辉纹。     

汽车用钢DC53D+ZF的疲劳试验测试

为了研究汽车用钢DC53D+ZF的疲劳性能,在不同的最大应力条件下,利用高频疲劳试验机测试疲劳性能。在常温空气环境下,对试样进行了拉-拉疲劳试验(应力比R=0.15)。试验采用正弦波进行波动循环加载直到试样发生断裂,测得试样不同应力水平下的循环次数、应力幅等,DC53D+ZF的疲劳强度下极限为222.4MPa。对DC53D+ZF疲劳数据进行了相应的处理,得到了该汽车用钢的S-N曲线,补充了车身常用钢疲劳特性数据,能够为汽车厂疲劳仿真分析提供可靠的数据基础,预测汽车部件的设计寿命。     

含缺陷压铸AlSi_9Cu_3合金疲劳寿命的计算

研究压铸铝合金AlSi_9Cu_3基体中铸造缺陷和疲劳寿命的关系有望实现铝合金疲劳寿命的预测,具有较大的工程实用价值。采用Paris公式可以对含缺陷铝合金的疲劳寿命进行计算。然而在现有报道中,缺陷类型对合金疲劳寿命的影响被忽略,导致计算的准确性降低。本文在对含缺陷压铸AlSi_9Cu_3铝合金试样的疲劳寿命测试的基础上,通过引入缺陷类型的几何因子对Paris公式进行修正,提高了其计算精度。首先,通过对试样进行疲劳实验和断口分析,明确了合金中主要包括3种裂纹:穿透裂纹、表面裂纹和角裂纹。其次,采用公式计算得到穿透裂纹、表面裂纹和角裂纹的平均几何因子分别为1.421,0.814和0.947,其中穿透裂纹对疲劳寿命的影响最大。在此基础上,采用Paris-Erdogan公式对铝合金的疲劳寿命进行了计算,计算疲劳寿命与实验疲劳寿命结果相吻合,计算误差在一倍以内,证实了假设的合理性和计算的可行性。该计算可以在实际应用中为含缺陷铝合金寿命的预测提供重要的理论基础和实际参考。     

对不同环境的2D70铝合金低周疲劳性能研究

对2D70铝合金在试验室空气、湿空气、盐雾及盐雾+SO四种环境下进行低周疲劳试验,对比四种环境下的循环σ-ε2曲线及应变-寿命曲线,得出结论:相同应变下,2D70铝合金随腐蚀环境增强,循环应力降低;相同应变下,2D70铝合金在盐雾及盐雾+SO两种环境下低周疲劳寿命相近,并且随着腐蚀环境的增强,低周疲劳寿命降低;腐蚀环境越强,材料疲劳损2伤程度越大。研究结果为预测飞机不同环境的低周疲劳寿命提供了参考,对飞机腐蚀防护及耐久性设计具有重要意义。     

铝合金汽车车身板应用现状及需求前景

本文从汽车节能减排对汽车轻量化的要求、以及使用铝合金汽车车身板对汽车轻量化的重要意义出发,介绍了铝合金汽车车身板在汽车上的典型应用以及减重效果,通过相关机构调查数据并结合一些典型案例,分析了目前欧盟、北美及日本等国家和地区铝合金汽车车身板在汽车覆盖件上的应用现状、生产现状以及发展趋势,同时对国内铝合金汽车车身板的应用现状、生产现状进行阐述,并对铝合金汽车车身板的需求前景、世界主要汽车生产国家和地区的需求量以及与超轻型高强度钢板在汽车领域的竞争进行了分析和预测。文章最后针对铝合金汽车车身板发展的制约因素,从成立汽车铝材联合开发机构、开发新合金新工艺、完善生产线、提高性价比等几方面对我国铝合金汽车车身板的发展提出建议。     

喷丸提高烧结钢的疲劳寿命

喷丸广泛用于机械工程，提高金属部件的疲劳性能。可控喷丸是一种冷加工方法，它压缩金属部件的外表面，并提高其疲劳性能。铅粒打在部件上，在表面留下压痕，在表面产生张力。重迭的压痕在部件表面上形成一层均匀的残留压应力层。几乎所有的疲劳断裂都起源于金属部件的表面，故部件表面均匀的压缩层可显著提高其寿命。可以看到，可控喷丸产生的残留压应力的大小，至少是该材料抗拉强度的一半。     

铝合金车身板材在汽车轻量化中的应用

文章分析了汽车轻量化的意义、铝合金材料的特点及性能优势,铝合金车身板材的生产工艺,并且重点阐述了铝合金车身板在汽车生产中的应用,进而分析总结出我国汽车轻量化进程中所面临的主要难题,为汽车轻量化的加速发展提供良好的借鉴和参考。     

奥氏体耐热钢低周疲劳性能研究进展

 为了进一步深入研究奥氏体耐热钢,介绍了奥氏体耐热钢低周疲劳性能方面的研究进展,对比了室温和高温下奥氏体耐热钢疲劳断裂特征。其中,间隙原子、应变、温度、层错能对奥氏体耐热钢疲劳性能影响较大;在高温疲劳-蠕变过程中,影响材料裂纹扩展和疲劳断裂的关键因素是温度和应力;在疲劳寿命预测方面,已建立了众多模型,但对一些新型材料会有一定偏差,需要建立适合的寿命预测模型。     

择优取向层片组织TiAl合金的室温疲劳行为

采用旋转弯曲加载方式,评价了择优取向层片组织Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr-0.2Zr(原子数分数,%)合金的室温高周疲劳性能,并采用扫描电镜对疲劳断口进行了观察和分析。结果显示,实验合金的应力-寿命(S-N)曲线呈现平直形态,符合Basquin方程;其条件疲劳极限为477MPa,相当于其抗拉强度的83%。断口观察发现,疲劳试样以穿层片解理方式发生断裂。疲劳裂纹主要沿位于试样表面层、与外加应力成30°~90°的层片界面萌生,之后以穿层片方式发生扩展。在同一应力水平下,疲劳寿命随疲劳源尺寸增加而减少,疲劳源尺寸波动是导致疲劳寿命大幅分散的主要原因。     

温度与应力比对6061铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响

为了研究温度与应力比对航空铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响,利用电液伺服疲劳试验机对6061铝合金材料开展了不同温度(室温、-70、150 ℃)、应力比(0.1、0.5)条件下的疲劳裂纹扩展速率试验,获得不同条件下的疲劳裂纹扩展速率曲线,揭示温度与应力比对疲劳裂纹扩展的影响规律。结果表明,在相同应力比下,室温与高温150 ℃下的疲劳裂纹扩展速率曲线(da/dN-ΔK)基本一致,低温-70 ℃下的疲劳门槛值与疲劳裂纹扩展速率明显提高,这表明低温环境下6061铝合金材料具有较高的抗疲劳裂纹扩展性能;在相同温度下,随着应力比的增大,疲劳门槛值降低,疲劳裂纹扩展速率升高。讨论了温度与应力比对疲劳裂纹扩展行为影响的可能原因。     

高强铝合金表面强化工艺研究

铝合金表面强化包括喷丸强化、振动强化和滚筒强化，它们均使材料表面产生一层强化层，其深度约在0．07～0．5mm。研究了滚筒强化处理后7804高强铝合金厚板的表面残余应力、硬化层深度和疲劳性能。试验结果表明，滚筒强化处理能明显提高7804铝合金厚板的疲劳性能。     

铝合金焊接接头组织及疲劳损伤行为研究

为了加深对铝合金焊接接头的特征的了解,帮助铝合金材料实现更好的应用和优化,提出铝合金焊接接头组织及疲劳损伤行为研究。分别研究了其在宏观和微观上的组织特征,以此为基础,分析了其在焊接接头疲劳断裂模式和疲劳断口的特征。结果表明在熔敷金属与铝合金材料间具有较高的熔合度,气孔主要聚集在熔合线处,接头处铝合金在保持轧制纤维状组织结构同时,有不规则的结晶情况发生。低应力疲劳断裂模式下,焊缝处不会发生明显的塑性形变,在焊接接头的断口处,疲劳条带粗且明显,条带间距约为1.5μm,高应力疲劳断裂模式下,焊缝处形成明显裂纹,产生塑性形变,在焊接接头的断口处,疲劳条带细且密集,条带间距约为0.13μm。通过该研究,以期为提高铝合金性能的研究提供有价值的参考。     

7475-T7351铝合金抗疲劳性能研究

采用旋转弯曲疲劳试验、轴向加载疲劳试验、疲劳裂纹扩展速率试验等疲劳性能测试方法,研究了7475-T7351铝合金厚板的疲劳性能.并通过透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)分析了该合金的显微组织和疲劳断口形貌.结果表明:7475-T7351铝合金具有良好的耐疲劳损伤性能,光滑试样(Kt=1)在室温旋转弯曲和高温轴向加载条件下的疲劳极限分别为180.0和345.0 MPa,缺口试样(Kt=2.2)在室温旋转弯曲加载条件下的疲劳极限为91.9 MPa;合金厚板材料在高温下缺口敏感性有所降低;国产材料裂纹扩展速率随应力比增加而增大,裂纹扩展门槛值减小;国产7475铝合金与进口材料在裂纹稳定扩展阶段裂纹扩展行为基本相当;在近门槛值附近不同应力比下的裂纹扩展门槛值略有差别.     

HRB400 Ⅲ级抗震钢筋的低周疲劳性能

对HRB400 Ⅲ级抗震钢筋的低周疲劳性能进行了研究。采用轴向应变控制方法,在岛津电液伺服疲劳试验机上测定了试验钢低周疲劳过程中的循环应力响应特征及循环应力与应变的关系;通过拟合Basquin公式和Coffin-Manson公式,获得了试验钢的低周疲劳寿命预测公式。断口扫描发现,试验钢裂纹起源于试样表面,通过不断扩展形成微裂纹,再连接成宏观裂纹,最终导致材料断裂。