灰铸铁的切口强度与切口敏感性

总结了国产灰铸铁的抗拉强度与抗拉切口强度、抗弯强度与抗弯切口强度的试验研究结果。结果表明，不论在拉伸或弯曲载荷下，灰铸铁的切口强度约等于其抗拉强度或抗弯强度，与试件应力集中系数Kt无关。这表明灰铸铁的切口强度比，即切口强度对断裂强度之比（NSR）等于1.0，亦即灰铸铁对切口不敏感。结合灰铸铁的显微组织，简要分析了对切口不敏感的原因。     

焊接接头的应力集中及其对疲劳强度的影响

由统计的方法得到焊接接头的几何尺寸,用理论计算确定不同焊接接头形式在不同余高下焊缝处的应力集中系数,并从应力分析的角度研究应力集中对铝合金轴向疲劳强度的影响。本研究结果可供铝合金焊接结构的强度设计参考。     

低强匹配焊接接头特征及界定方法

焊接接头的强度匹配方式对接头的设计、制造工艺、裂纹敏感性以及破坏行为有重要影响，焊缝金属、母材、焊接接头的强度分布以及焊接接头强度匹配系数的分布是焊接结构强度、寿命和可靠性计算的基础。通过对12Ni3CrMoV钢焊接接头强度匹配系数分布的研究，提出低强匹配焊接接头的界定方法，强度匹配系数的均值小于95％、强度匹配系数的均值加上其标准差应小于100％，并且强度匹配系数大于105％的概率应小于3％。计算结果表明，12Ni3CrMoV钢焊接接头低强、等强、超强匹配概率分别为85．44％、11．85％和3．35％，低强匹配特征明显，强度匹配系数的均值位置非常合理。但由于母材强度的标准差较大，约为焊缝金属强度标准差的1．56倍，是造成强度匹配系数低于低强匹配下限值86％的概率高达7．79％和强度匹配系数高于105％的概率超过3％的主要原因。此外，这也是低强匹配焊接接头中出现冷裂纹的主要原因之一。     

高速钢焊接工具接头区碳迁移的研究

本文研究了w9Mo3Cr4V+45钢摩擦焊接工具接头的碳迁移过程。焊接毛坯退火时,邻近焊缝分界面45钢一侧出现全脱碳的铁素体层,而邻近焊缝分界面的高速钢一侧出现增碳区。45钢部分由于退火过程中的脱碳而形成的铁素体层是接头最薄弱的部位。作者详细研究了退火温度和保温时间对焊接毛坯焊缝区铁素体层宽度的影响,并对这种影响变化规律进行了分析解释。     

45钢焊接接头组织和性能的定量分析

用金相分析技术和微型剪切试验方法对45钢的电子束焊和氩弧焊焊接接头各区进行了组织分析和力学性能的定量分析，结果表明：两种接头热影响区和焊缝的显微组织，力学性能均优于基材，45钢采用电子束焊和氩弧焊都可获得优良的焊接接头。     

构架管接头焊缝参数对疲劳缺口应力的影响

为了克服整体法进行焊接结构强度设计时造成的母材强度过剩,焊缝强度不足的问题,采用局部缺口应力法,分析了焊缝各局部参数对疲劳应力的影响程度;目的是在不改变整体结构参数的前提下,通过优化焊缝设计参数,实现焊接结构疲劳强度的提高。文章以某动车焊接构架为研究对象,建立了横梁管焊接接头的多尺度模型。以参数化的1mm虚拟缺口模型分析了各焊缝参数变化以及砂轮打磨半径对于缺口应力集中系数的影响规律,结果表明焊趾角度的影响较焊喉深度更为显著,而砂轮磨削的最佳半径为6mm。以构架整体模型分析了焊接接头在各疲劳工况下的实际受力情况,联合各向缺口应力集中系数并采用形状改变能密度准则计算了管接头焊趾处的多轴等效缺口应力。通过与原焊缝设计参数相比较,减小15°的焊趾角度能够降低10%的疲劳缺口应力,6mm的磨削半径则能够降低超过20%的疲劳缺口应力。     

980钢焊接接头在谱载荷作用下的疲劳裂纹扩展

对980钢焊接接头在谱载荷作用下的疲劳裂纹扩展行为进行了初步研究，用980钢焊接接头掉成两种标准CT试件，裂纹分别开在焊缝金属上和焊趾处平行于焊缝方向，在两种谱载荷下进行了疲劳裂纹扩展试验，采用Wheeler模型进行谱载荷作用下裂纹扩展分析。得到焊缝金属的载荷延滞效应明显，而焊趾处金属的载荷延滞效应不明显的初步结论。     

工程油缸活塞杆摩擦焊接工艺优化研究

对材料为45钢、直径为?48的工程油缸活塞杆摩擦焊接技术进行了系统深入的研究，从工程油缸活塞杆焊接结构、热处理时机和摩擦焊接工艺规范3个方面因素，对活塞杆摩擦焊接接头综合性能的影响进行了研究。通过试验研究揭示了摩擦焊接各因素与焊接接头可靠性的关系，初步建立了活塞杆摩擦焊接成型与控制的工程体系。制订了活塞杆接头可靠性所需的工艺规范，使活塞杆摩擦焊接接头的抗拉强度达到800 MPa以上，屈服强度达到500 MPa以上，断面收缩率达到35%以上，满足了工程液压缸的技术要求。验证了优化后摩擦焊接工艺规范加工成型的焊接接头可靠性，优化后焊接接头合格率达到99.99%以上。     

异种钢水下摩擦柱/锥塞焊接头组织及性能*

应用X65、Q235C、Q345C和316L塞棒与X65母材塞孔配合对异种钢水下摩擦柱/锥塞焊过程进行试验研究,探讨塞焊缝区微观组织、显微硬度及力学性能变化规律。试验表明：在转速7 000 r/min、塞棒消耗量14 mm、焊接压力分别为30~50 kN和20~40 kN范围内,用X65和Q345C塞棒可获得无缺陷异种钢水下摩擦柱/锥塞焊接头。异种钢塞焊缝组织均与原始组织有明显差异,塞焊缝区域主要为贝氏体或马氏体或其混合组织特征;X65和Q345C塞棒均形成有效扩散冶金连接,结合界面处具有带状细小铁素体组织特征;316L塞棒与X65塞孔很难形成无缺陷摩擦柱/锥塞焊接头。异种钢塞焊缝区硬度普遍高于其母材,这种高匹配摩擦柱/锥塞焊缝接头有利于抗拉强度的提高,但塞焊缝附近的高硬化倾向将降低异种钢塞焊接头的塑性。研究结果为开发基于等静压摩擦柱/锥塞焊接技术的海底管线修复技术提供重要试验依据。     

T91-HR3C异种钢焊接蒸汽管道蠕变失效分析

对T91-HR3C异种钢高温蒸汽管道接头的服役过程进行了数值仿真研究,在ANSYS软件内自定义了母材和焊缝区域的蠕变本构模型,分析了服役过程母材热影响区、焊缝融合线及焊缝的温度、应力及应变变化规律,确定了焊接接头在服役过程中的危险点,描述了焊接接头服役过程中的变形.结果表明T91-HR3C异种钢焊接接头在高温长时间服役过程中,应力集中发生在焊缝融合区,并且随时间推移应力集中从HR3C-焊缝界面逐渐转移至T91-焊缝界面,出现应力松弛现象,认为焊缝区域性能劣化是影响其蠕变寿命的关键所在.     

计算切口应力集中系数的无限相似单元法

在边界条件和其他几何条件相同时,可以通过切口的应力集中系数求得相应裂纹问题的应力强度因子。边界条件比较复杂时,应力集中系数较难求得,而应力强度因子可以通过无限相似单元方法求得,提出了计算平面切口应力集中系数的无限相似单元方法。该方法适应性好、精度高、使用方便。用该方法对几个问题进行了计算。     

连铸球墨铸铁扭转缺口强度的研究

研究了一种用水平连铸技术生产的球墨铸铁型材的扭转强度和缺口扭转强度。实验发现光滑扭转试样是沿４５°方向开裂,开裂面是最大拉应力面,表现为典型的脆性断裂。缺口试样的断裂模式分两种情况：当为钝缺口时（即（ρ≥０．７５ｍｍ,Ｋｔ≤１．６）,其断裂特征与光滑试件相同;而当为尖锐缺口时（即ρ＜０．３７５ｍｍ,Ｋｔ＞２．１）的开裂出现在缺口根部,并且开裂面垂直于轴线方向,是剪应力作用。实验结果还表现出扭转缺口强度与应力集中系数的关系,即应力集中系数越大,扭转缺口强度反而越高。该球墨铸铁的缺口敏感性（ＮＳＲ）大于１,故缺口完全不敏感。     

关于疲劳缺口系数

对疲劳缺口系数Ｋｆ的定义、影响因素及典型表达式的建立作了简单而系统的回顾和综述，对各种Ｋｆ公式的产生和使用按点应力模型、断裂力学模型和场强法模型等作一些评述。     

钝裂纹或缺口下失效评定图的变化及修正方法研究

应用增量理论弹塑性有限元方法以及弹塑性断裂力学 Ｊ积分理论, 深入研究和全面探讨了一种用于含裂纹结构完整性评定的工程方法——失效评定图, 以及钝裂纹或缺口根部曲率半径、缺口长度、缺口端部椭圆离心率、试样形式和材料等对其的影响。提出了钝裂纹或缺口应力强度因子和极限载荷修正方法。通过这一方法建立的失效评定图可有效地消除缺口因素对失效评定图的影响, 由此, 可完全等效地将裂纹失效评定图用于含缺口结构的完整性评定。     

材料的切口强度与切口敏感性

较全面地总结了高塑性材料,低塑性材料和脆性材料拉伸切口强度的最新研究结果,给出了各种材料切口强度的估算公式。公式考虑了材料的拉伸性能,应力集中和切口根部的应力状态,以及加载条件等。     

服役脆化态HR3C钢管的缺口敏感性

在取自未服役与服役5万h HR3C钢管的拉伸试样上预制不同类型(V型、U型)、不同底部曲率半径(0.10,0.13,0.25,0.85mm)和不同长度(0.25,0.50,0.75,1.00mm)的缺口,通过拉伸试验研究了钢管的缺口敏感性。结果表明:未服役HR3C钢管无缺口敏感性,服役后钢管发生脆化,对缺口较为敏感;脆化态钢管对V型缺口的敏感性大于对U型缺口的,特别是对角度较大、底部曲率半径较小(0.10~0.25mm)、长度较长(0.50~1.00mm)的V型缺口较为敏感;当缺口应力集中系数大于3.5时,脆化态HR3C钢管的缺口敏感性较大。     

不同强韧性组配的16Mn钢焊接接头的断裂性能和裂行为

对16Mn钢不同组配焊接接头的断裂性能和断裂行为进行了试验研究。认为在高应力塑性断裂和高应力脆性断裂状态下,16Mn钢接头的断裂强度为焊缝强度和接头各部分塑性变形能力所决定,提高焊缝强度以及提高焊缝和母材的塑性均有利于提高接头的抗断裂能力;在低应力脆性断裂状态下,接头的抗断裂性能是可以根据焊缝的低温冲击韧度进行评价的。焊接接头各部分塑性变形能力及其相互关系对焊接接头的断裂行为具有不可忽视的影响,是评价接头断裂性能的重要依据。     

带有微动磨损缺口钢丝的疲劳特性

在自制的微动磨损试验机上进行钢丝的微动磨损试验,将微动磨损后的钢丝试样在液压伺服疲劳试验机上进行不同应力比和不同应力幅下的疲劳试验。结果表明,钢丝的微动磨损深度随微动时间和接触载荷的增加而增加,磨损缺口处的应力集中使其成为了裂纹萌生源,也使钢丝试样的疲劳寿命大大降低,微动磨损后钢丝试样的疲劳寿命和磨损深度呈反比关系。通过钢丝疲劳断口的SEM形貌分析了其疲劳断裂机制,断口对应不同的疲劳阶段,可分为裂纹萌生区、裂纹扩展区和裂纹瞬断区。     

16MnR钢在硝酸盐环境下应力腐蚀性能试验研究

用楔形张开加载(WOL)预裂纹试样研究了16MnR钢在硝酸盐环境中的抗应力腐蚀性能。测定了16MnR钢母材及焊接接头在硝酸盐环境下的临界应力强度因子KISCC和应力腐蚀裂纹扩展速率；同时研究了缓蚀剂、材质、溶液温度对16MnR钢应力腐蚀开裂的影响，结果表明，缓蚀剂谈明显的降低应力腐蚀敏感性，增加裂纹的孕育时间；焊接接头与母材相比，由于没有元素Ni的不良作用，具有较高的应力腐蚀抗力；16MnR钢的硝酸盐应力腐蚀敏感性随温度升高而降低。     

磁电轴承中抑制不平衡振动的陷波滤波器设计方法

为解决陷波滤波器在实际应用中存在影响控制系统稳定性的问题和兼顾系统的干扰抑制和稳定特性,提出了一种陷波滤波器的设计方法。该陷波滤波器采用通用式结构,其中心频率分布在转子转速附近以抑制不平衡振动。陷波滤波器中的其他三个参数,与滤波器的带宽和极点分布相关,可影响系统的稳定性。推导出包含该陷波滤波器的系统传递函数和稳定方程,综合采用根轨迹、频域分析的方法,给出了这三个参数与系统稳定性的关系。然后考虑稳定裕量、刚度、振荡幅度和滤波效果的要求以设计陷波滤波器。试验结果表明,采用该设计方法的陷波滤波器,不仅使磁电轴承的转速衰减率和控制电压噪声分别减小91％和67％,而且也使系统的稳定性指标和附加振荡幅度满足设计指标。