金属材料力学性能试验 第六讲 疲劳试验

1.1 疲劳的定义和分类在机械零部件中,承受变动载荷(或应力)的情况是很普遍的,例如.连杆、曲轴、齿轮、弹簧等等.零部件在变动载荷作用下,经过较长时间的工作发生断裂的现象叫做疲劳.疲劳断裂与静载荷下的断裂不同.无论是静载荷下显示脆性或韧性的材料,在疲劳断裂时都不产生明显塑件变形,且断裂是突然发生的.     

铁电单晶断裂行为的实验研究进展

铁电单晶材料的断裂韧性很低,在力、电等载荷单独或协同作用下很容易萌生微裂纹,并使其扩展,从而导致铁电单晶的断裂。从力载荷、电场载荷、力电协同载荷以及环境断裂几个方面概述了近年来铁电单晶断裂行为的实验研究进展,并提出了一些当前铁电单晶断裂行为实验研究方面的建议。     

铁电单晶断裂行为的实验研究进展

铁电单晶材料的断裂韧性很低,在力、电等载荷单独或协同作用下很容易萌生微裂纹,并使其扩展,从而导致铁电单晶的断裂。从力载荷、电场载荷、力电协同载荷以及环境断裂几个方面概述了近年来铁电单晶断裂行为的实验研究进展,并提出了一些当前铁电单晶断裂行为实验研究方面的建议。     

低温和高载荷速率对某船用结构钢断口形貌的影响--对动载荷促进材料脆性断裂本质的探讨

研究了低温和高载荷速率条件下结构钢断口形貌变化规律,讨论了沿晶断裂的本质.研究指出降低温度和提高载荷速率都使沿晶断裂倾向增加,结构钢沿晶断裂倾向决定于晶界协调相邻晶粒塑性变形的能力.     

航空有机玻璃拉伸疲劳断口的微观特征

一、引言 工程材料疲劳断裂特性的研究已为人们所高度重视,结构材料的疲劳强度设计也已成为工程上的重要设计原则。金属材料在交变载荷下疲劳断裂特性的研究指出:疲劳断裂应力远比静载荷下材料的破坏应力值低,甚至低于材料的屈服强度;在宏观上表现为无明显的塑性变形,即产生低应力脆断;疲劳断裂是损伤的     

某井钻杆接头断裂原因

在对某油气井的钻探过程中,钻杆接头发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜分析、力学性能测试、金相检验等方法对该钻杆接头的断裂原因进行分析。结果表明：该钻杆接头的断裂性质为疲劳断裂,钻杆钻进过程中频繁发生跳钻、憋钻现象,使其瞬时载荷较大,在钻杆大端螺纹根部萌生了疲劳裂纹,在复杂的交变载荷作用下,裂纹快速扩展,最终导致钻杆接头发生断裂。     

GH37合金振动叠加低循环载荷的高温复合疲劳行为研究

一、前言 材料在接近使用条件下的疲劳断裂行为研究当前处在发展阶段。本文对GH37合金振动叠加低循环载荷800℃高温复合疲劳行为进行了探索,旨在提出800℃GH37合金复合疲劳寿命曲线,供GH37涡轮叶片寿命预测时参考;探索振动叠加低循环载荷对缺口试样低循环疲劳寿命的影响,以及两者断裂机制的差异。为开展金属材料在振动与低循环载荷复合作用下的疲劳与断裂研究及工程应用打下基础。     

取样方向对含单边裂纹牛卡纸拉伸断裂行为的影响

目的 探究取样方向对含单边裂纹牛卡纸拉伸断裂行为的影响,以期提高牛卡纸为原料制作的包装盒等成品的强度。方法 首先在不同取样方向上制备含单边裂纹的牛卡纸试样,然后基于数字图像相关(Digital Image Correlation, DIC)方法,结合显微张力测试台测得不同取样方向与拉伸断裂载荷的关系图,分析不同取样方向下裂纹尖端微观应变场,最后结合电镜扫描测试进行对比分析。结果 结果表明,通常情况下,含单边裂纹的牛卡纸依然符合纸张纵向拉伸载荷大于横向拉伸载荷的规律,取样方向越靠近横向,裂尖区域应变值越大,发生断裂时的拉伸载荷越小。结论 牛卡纸取样方向和纤维与纤维的结合强度是影响牛卡纸拉伸断裂行为的重要因素。     

复合薄膜拉伸负载叠加法则论证

在断裂之前,复合膜受拉载荷等于同一位移下各基材的受拉载荷之和.在设计复合材料结构时,可以在基材的负载基础上,根据叠加法则推算出复合膜的破坏载荷.     

某220kV输电线路悬垂线夹断裂原因

某220 kV输电线路XGF-6X型ZL102铝合金悬垂线夹在运行中发生断裂,通过宏观分析、化学成分分析、硬度测试、机械破坏载荷测试、射线检测、断口分析等方法对悬垂线夹的断裂原因进行了分析。结果表明:悬垂线夹的尺寸不符合设计要求,且悬垂线夹的内部存在气孔、夹渣等铸造缺陷,使得悬垂线夹的机械破坏载荷低于标准的要求,运行中由于覆冰导致悬垂线夹垂直载荷增大,最终发生过载断裂。     

断裂失效分析(续)

3.3疲劳断裂失效分析　疲劳断裂失效分析的内容包括：分析判断零件的断裂失效是否属于疲劳断裂与疲劳断裂的类别;引起疲劳断裂的载荷类型与大小以及疲劳断裂的起源等.疲劳断裂失效分析的目的则是找出引起疲劳断裂的确切原因,从而为防止同类疲劳断裂失效再次出现所要采取的措施提供依据.     

断裂失效分析(续)

3 疲劳断裂失效。3.1 概述：按断裂前宏观塑性变形的大小分类,疲劳断裂属脆性断裂范畴.但由于疲劳断裂出现的比例高,危害性大,且是在交变载荷作用下出现的断裂,因此国内外工程界均将其单独作为一种断裂形式加以重点分析研究。     

金属疲劳裂纹扩展规律及其微观机制(上)

金属结构材料在循环载荷下产生疲劳断裂问题,远在十八世纪中叶发生火车车轴断裂事故以来,已受到人们广泛的重视,并进行了大量的试验研究工作。早期的试验结果表明,当结构或零件承受循环载荷的应力水平低于材料的疲劳极限时,该零件将不致破坏并具有“无     

混凝土试样在静态载荷作用下断裂过程的数值模拟研究

提出了一个模拟混凝土断裂过程的细观力学模型,并应用该模型从混凝土的细观非均匀性结构出发,对混凝土试样在单轴和双轴静态载荷作用下的断裂过程进行了数值模拟,给出双轴载荷作用下混凝土的强度包络面。数值模型结果较好地模拟了混凝土试样从裂纹萌生、扩展到宏观裂纹形成的整个断裂过程,与实验结果表现出较好的一致性。     

吊车转盘连接螺栓断裂分析

吊车转盘后部的连接螺栓发生断裂,通过化学成分分析、宏观和微观检验等方法对断裂原因进行了分析。结果表明：螺栓为疲劳断裂,螺纹根部的细小裂纹是导致螺栓发生疲劳断裂的主要原因;螺栓松动后受到弯曲载荷是引起螺栓发生疲劳断裂的诱因。     

16Mn钢类裂缝冲击试样的韧脆断裂转变行为研究

对１６Ｍｎ钢类裂缝缺口试样进行了系列温度的示波冲击试验，以考察断裂载荷及冲击吸收功随温度的变化特性，发现在有效断裂载荷谷值点对应的温度Ｔｃ，＊ｄ处发生断裂的韧脆转变，该温度受控于材料的解理特征应力Ｓｃｏ。此外，落锤试验还表明：该钢的零塑性转变温度ＮＤＴ即为Ｔｃ＊，ｄ。     

某西部油田高温高压气井连续油管断裂原因

某西部油田高温高压气井连续油管在下井过程中发生断裂,采用宏观观察、无损探伤、化学成分分析、力学性能试验、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法,分析了连续油管断裂的原因.结果表明:该连续油管在下井过程中,管壁发生结腊,连续油管受到压缩载荷,导致下井受阻,当压缩载荷超过材料屈服强度后,连续油管发生压缩变形,随后发生断裂.     

某地铁受电弓拉杆球铰轴承失效原因

某地铁受电弓拉杆球铰轴承在运行过程中发生失效断裂。采用宏观分析、断口分析、金相检验、硬度测试及化学成分分析等方法对球铰轴承的失效原因进行了分析。结果表明:该受电弓拉杆球铰轴承的断裂模式属于高周低应力疲劳断裂。球铰轴承在服役过程中承受频繁的振动和交变载荷作用,折角处的微裂纹成为疲劳裂纹源区,裂纹在交变载荷作用下不断扩展,最终导致球铰轴承失效断裂。     

异种铝合金回填式搅拌摩擦点焊工艺的研究

目的 研究搅拌头转速和轴套下压量对异质铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头的组织及力学性能的影响。方法 采用回填式搅拌摩擦点焊技术对7050铝合金和2524铝合金进行搭接焊试验,焊接完成后利用光镜、体式显微镜、扫描电镜对组织进行观察,另外,测试拉伸剪切载荷和显微硬度分布,最后对断裂行为进行了研究。结果 接头区域可以分为焊核区、热力影响区、热影响区、母材4个区域,焊核区晶粒呈细小等轴状,热力影响区晶粒呈粗大长条状。随搅拌头转速的增大,拉剪载荷降低,当转速为1500 r/min时拉剪载荷值最高,其值为7.499 44 kN。热影响区的显微硬度比母材低,最小值为HV106。接头的断裂方式可以分为剪切型断裂、塞型断裂、剪切-半环型断裂。结论 在一定工艺参数范围内,通过适当降低搅拌头转速能显著提高接头的拉剪载荷,轴套下压量对接头的断裂方式影响显著。     

预加载下岩石的动态力学性能研究

动态和静态载荷共同作用下的岩石力学特性是深部地下岩石工程的关键问题。设计了用于测试静态预加载下岩石动态力学性能的分离式霍普金森压杆系统,并详细介绍了具有预加载装置的分离式霍普金森压杆系统的原理、数据分析和应力波的传播过程。通过具有预加载装置的分离式霍普金森压杆系统研究了岩石在不同预拉伸应力下的拉伸强度。结果表明:动态拉伸强度和总拉伸强度随着加载率的增加而增加,同时,在相同加载率下,动态拉伸强度随着预拉伸载荷的增加而减小,而总拉伸应力与预拉伸载荷的大小无关。此外,对不同预加载条件下岩石的动态断裂韧度也进行了研究,实验结果说明岩石的动态断裂韧度和总断裂韧度随着加载率的增加而增加。在相同加载率下,动态断裂韧度随着预加载荷的增加而减小,而总断裂韧度随着加载率的增加而增加。