疲劳损伤件中温热等静压后的疲劳性能试验研究

对40Cr调质试样先进行了0.6N(N为全寿命）拉-拉疲劳试验，再中温热等静压，在随后的继续拉-拉疲劳试验中，发现其数据分散度降低，疲劳寿命大幅度提高，经分析，认为其主要原因是，中温热等静压使试样表面硬度增加，残余压应力提高，约束并减缓了随后继续疲劳试验时损伤区微裂纹的发展。     

电阻法检测疲劳损伤及预测修复效果探讨

40Cr调质试样在低周恒应变、高周恒应力拉拉疲劳试验过程中，选择若干个特定循环周次，采用间隙回火或中温热等静压，并用QJ55型电流比较仪式电桥法，分别进行了电阻测量。发现电阻变化与疲劳损伤过程有很好的对应关系，对疲劳损伤修复延寿途径选择及其效果预测也有较好的参考价值。     

疲劳损伤钢件修复的最佳时机

为了研究影响疲劳损伤中间退火修复效果的诸因素,找出最佳修复时机的变化规律,在不同的恒应变控制下,对40Cr调质钢进行疲劳循环加载,求得存活率为90%时的寿命Nf.将试样疲劳加载到少于Nf的不同周次后,再进行中间退火修复.发现中间退火可以延长损伤件的疲劳寿命.本次试验条件下能使疲劳寿命提高到原始试样的二倍.修复效果与损伤周次和承受的循环应变大小有关.用高灵敏度电阻仪和TEM对疲劳损伤过程和修复后材料的微观结构进行了测试和观察.发现中间退火不能使损伤的材料恢复到原始材料状态.疲劳加载对材料的微观变化有两个相反的影响:疲劳损伤导致形成微观裂纹,但疲劳加载在材料中累积的应变能在中间退火过程中,作为附加驱动力,促使材料更加均匀、稳定,从而减少了形成微裂纹的条件.当循环应变增加,获得最佳修复效果的损伤周次减少.     

电阻法预报CFRP层板疲劳损伤演变过程

通过类比方式,以电阻变化作为复合材料的损伤参数,建立了用电阻损伤参数预报CFRP层板疲劳损伤的数学模型,通过拉-拉疲劳试验,对CFRP层板的疲劳损伤与疲劳寿命预报进行研究,建立了累积损伤中电阻与疲劳损伤状态之间的关系.研究表明,在疲劳损伤过程中,电阻损伤参数的变化同材料的疲劳损伤过程密切相关,电阻损伤规律可分为下降阶段、平稳阶段和破坏阶段;碳纤维材料的电阻变化能够反映纤维的损伤程度和破坏形式,可以作为表征复合材料纤维损伤的有效参数.     

基于线性振幅扫描试验评价硬质沥青的疲劳性能

为评价硬质沥青的疲劳性能,通过旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)和压力老化试验(PAV),选用具有代表性的四种硬质沥青和对比试样SBS改性沥青进行了短期老化和长期老化,采用不同温度下的线性振幅扫描试验(LAS)测试了各沥青试样的储能模量、损耗模量、剪切应变、剪切应力等疲劳参数,采用粘弹连续介质损伤模型(VECD模型)计算了沥青的疲劳寿命.结果表明:不同程度的老化均会降低硬质沥青重复荷载作用下应力-应变承受能力、抵抗损伤能力和疲劳寿命;温度升高会一定程度提升硬质沥青抵抗损伤能力和疲劳寿命,降低虚模量衰减;硬质沥青标号越高,则疲劳性能越好,不同油源的同等标号硬质沥青针入度越高,则疲劳性能越好;应力-应变曲线中峰值应力处的应变可以作为评价硬质沥青路面疲劳寿命的评价指标.     

试样尺寸对定向合金DZ125热机械疲劳寿命的影响

对DZ125定向凝固铸造镍基高温合金进行了三种相位和两种试样尺寸的热机械疲劳实验研究.实验结果表明:在热机械载荷下,试样表面和内部温度梯度以及蠕变和氧化损伤的存在,导致试样工作段直径影响热机械疲劳寿命.当应变水平较高(疲劳寿命较短)时工作段直径为φ8mm试样的疲劳寿命和工作段直径为φ6mm试样的疲劳寿命无明显差别.当应变水平较低(疲劳寿命较长)时工作段直径为φ8mm试样的疲劳寿命比工作段直径为φ6mm试样的疲劳寿命长.     

高能喷丸表层纳米化对纯钛旋转弯曲疲劳性能的影响

采用高能喷丸方法使工业纯钛疲劳试样的表层实现纳米化,并进行了疲劳试验。结果表明,高能喷丸后其表层组织发生严重塑性变形并实现组织纳米化,是提高弯曲疲劳寿命的主要原因。扫描电子显微镜分析发现,疲劳裂纹源的位置主要呈现为表层和次表层两种情况。在相同应力水平下,疲劳裂纹源在次表层时疲劳寿命较长,而疲劳裂纹源在表面时疲劳寿命很短,相应的疲劳试样的表面损伤也比较严重。     

超声深滚处理改善预腐蚀7A52-CZ铝合金疲劳性能机理

研究了超声深滚(UDR)处理对预腐蚀7A52-CZ铝合金疲劳性能的作用.7A52铝合金试样在剥蚀腐蚀溶液中浸泡不同时间后进行了超声深滚处理.分别对未腐蚀试样、腐蚀试样和腐蚀+UDR处理试样进行了疲劳试验,用XRD应力测试和扫描电镜等方法分析了UDR处理前后试样的残余应力和断口形貌,并对疲劳断口进行了分析.结果表明:UDR处理在铝合金中引入超过1mm深的残余压应力层,延长了7A52的预腐蚀疲劳寿命.对于腐蚀较轻的试样,UDR处理使裂纹源在表层下残余压应力和拉应力过渡区产生,延长了疲劳裂纹萌生寿命;对腐蚀较重试样,疲劳裂纹仍从晶间腐蚀处形核,但由于引入残余压应力及腐蚀裂纹的部分愈合效应,仍在很大程度上改善了7A52的预腐蚀疲劳寿命.     

孔边倒角和预腐蚀作用下航空铝合金疲劳性能及断裂机理研究

基于航空铝合金带孔结构材料在服役过程中常因腐蚀损伤而导致疲劳断裂问题,通过对未腐蚀和预腐蚀24h后的7075铝合金双孔未倒角和双孔倒角试样进行疲劳实验研究,分析腐蚀预损伤和孔边倒角对试件疲劳性能的影响及疲劳断裂特性差异。结果表明:腐蚀预损伤对7075铝合金材料疲劳寿命的影响显著,双孔未倒角和倒角试样预腐蚀24h后试样中值疲劳寿命比未腐蚀试样最大下降了31.74%和26.92%;孔边倒角对材料疲劳寿命有一定的影响,未腐蚀和预腐蚀24h孔边倒角试样中值疲劳寿命比未倒角试样最大下降了28.02%和15.36%,主要原因是由于孔边倒角过程中产生加工刀痕,引入了"预损伤",且倒角后疲劳裂纹萌生位置变多,导致材料发生疲劳断裂的概率变大。     

基于单轴缺口试样的一种低周疲劳测试方法与应用

对于漏斗式小曲率半径的缺口圆棒与缺口薄片试样提出了一种采用轴向测量应变的低周疲劳测试方法.通过有限元分析建立小曲率半径的漏斗式缺口圆棒或薄片试样的轴向测试应变到缺口根部Tresca等效应变的应变转换模型,并由疲劳损伤等效假设建立基于缺口试样疲劳实验数据的材料低周疲劳寿命估算模型;完成了大曲率半径漏斗光滑试样和小曲率半径缺口试样的Ti-4Al-2V合金低周疲劳试验,基于缺口试样的疲劳试验所建立的材料低周疲劳寿命估算模型与基于大曲率半径漏斗试样的低周疲劳寿命估算模型有良好的符合度.新方法也方便应用于N18锫合金缺口薄片试样的材料高温单轴低周疲劳行为试验研究,可推荐于材料低周疲劳测试规范修订采用.文中获得的Ti-4Al-2V合金和N18锆合金的不同温度下单轴低周疲劳行为试验数据与寿命估算模型有宜于工程应用.