疲劳裂纹预测的灰方法

借助灰色理论，建立了预测疲劳裂纹扩展的灰色模型，并应用此模型预测了某不锈钢构件腐蚀疲劳裂纹的扩展，得到了较高精度的预测结果，为疲劳裂纹预测提供了一种简易而可靠的新途径。     

疲劳裂纹的灰色残差预测

借助灰色理论，建立了预测疲劳裂纹扩展的灰色残差预测模型，并应用此模型预测了某不锈钢构件腐蚀疲劳裂纹的扩展，得到了较高精度的预测结果，为疲劳裂纹预测提供了一种简易而可靠的新途径。     

反应堆压力容器钢在轻水堆冷却水中的疲劳裂纹扩展性能评述

在正常运行期间,轻水堆(LWR)压力容器要承受交变压力,导致疲劳裂纹扩展和腐蚀疲劳裂纹扩展。为了更好地了解核压力容器钢的裂纹扩展性能,拨柏克—威尔科克斯公司在模拟沸水堆(BWR)和压水堆冷却水中进行了SA508—2和SA533B—1钢288℃疲劳裂纹扩展试验。着重研究载荷     

核压力容器用A508-3锻件和A533B钢板在模拟压水堆冷却水中的腐蚀疲劳裂纹扩展性能

引言由于环境介质和受力状态的交互作用,使环境介质对疲劳裂纹扩展性能的影响十分复杂。腐蚀疲劳裂纹扩展速率数据是进行寿命估算和完整性评定时所必须具备的数据。在进行部件寿命估算时,还必须了解裂纹扩展的机理、部件的受力状态和实际服役工况。     

600MW机组锅炉水冷壁大面积环向裂纹泄漏原因分析及治理对策

作者在文献（１）（２）中对某电厂６００ＭＷ机组锅炉水冷壁频繁出现大面积环向裂纹进行了失效分析，并对电化学腐蚀在疲劳裂纹萌生和扩展过程中的作用进行分析，本文在此基础上对环向裂纹形成的原因进行综合分析，并提出了治理措施和建议。     

柴油机燃烧室零件冷却水侧腐蚀疲劳的研究

本文从断裂力学和电化学两方面叙述在重叠波载荷作用下燃烧室零件的腐蚀疲劳破坏特性,并得出下列主要结论: 1.在重叠波载荷作用下,疲劳和腐蚀疲劳的裂纹扩展速度da/dn可用da/dn=C(△K_(eff))_(mq)~e计算,其中(△K_(eff))_(eq)为当量应力强度因子的有效幅度。2.各种环境状态对铬钼钢和球墨铸铁的有效应力比的影响不显著。3.采用锌阳极和铝阳极的防止腐蚀方法虽能防止铬钼钢腐蚀,但对其裂纹的扩展起明显的加速作用。4.亚硝酸盐是一种既能防止铬钼钢腐蚀,又能抑制其裂纹扩展的较为理想的防腐蚀剂。5.各种环境对球墨铸铁的裂纹扩展速度影响不大。     

缸盖热疲劳裂纹扩展特点的模拟试验分析

用试验的方法研究了热疲劳裂纹的扩展过程。利用S1100柴油机模拟火力板试件，在高频感应加热器的循环加热下产生热疲劳裂纹，用光学显微镜观察其热疲劳裂纹，通过摄像机全程跟踪整个过程，并将其记录在计算机里；最后处理、分析计算机里的信息，得出了一些热疲劳裂纹长度与循环数的关系式等，并就热疲劳裂纹扩展的特点等有关问题进行了讨论。     

长期运行后汽轮机转子裂纹扩展行为的研究

对运行16年的30Cr1Mo1V亚临界汽轮机高中压转子进行解剖试验,采用直流电位法对材料在538℃下的蠕变裂纹、蠕变-疲劳裂纹萌生与扩展行为进行了研究,分析了不同初始应力强度因子对蠕变裂纹扩展孕育时间和蠕变裂纹扩展速率的影响,并对高温段和低温段的相关性能进行了比较,研究了不同保持时间对蠕变-疲劳裂纹扩展行为的影响,同时还分析了不同条件下裂纹扩展行为的时间或循环相关性．结果表明：疲劳缩短了蠕变-疲劳裂纹的扩展孕育期,加速了裂纹的扩展;载荷保持时间较短情况下,蠕变-疲劳裂纹扩展行为与循环相关;栽荷保持时间较长情况下,裂纹扩展行为与时间相关．     

疲劳裂纹扩展的灰色系统预测

基于对疲劳裂纹扩展机理的分析，提出了用灰色系统预测模型来预测疲劳裂纹的三维动态扩展。用灰色GM(1，N)模型对疲劳裂纹扩展数据进行了拟合和预测，并利用残差GM(1，N)模型对其进行了修正，同时对GM(1，N)模型的使用缺陷提出了改进。结果表明灰色系统预测模型具有较高的拟合度和较高的精度。     

启动工况下汽轮机转子疲劳寿命消耗和裂纹扩展量的计算

本文根据汽轮机转子材料30CrMoV钢低周循环疲劳和高温疲劳裂纹扩展试验,用暂态变物性温度热弹塑性有限元对冷态启动工况下的汽轮机转子进行应力场分析结果分别进行无裂纹转子疲劳寿命损耗和转子疲劳裂纹扩展估算,并对估算方法及应力强度因子计算进行了初步分析。     

焊接接头组织对疲劳裂纹扩展路径的影响研究

对窄间隙焊接接头各个区域的疲劳裂纹扩展路径进行了系统研究,探究了各个区域微观组织对裂纹扩展路径的影响。疲劳裂纹扩展试验结果表明,在相同的疲劳载荷条件下,焊缝区的疲劳裂纹扩展速率最慢,门槛值最高,抗疲劳裂纹扩展性能最好。结合微观组织分析,发现疲劳裂纹在焊缝区扩展时穿过了以粒状贝氏体组织为主的等轴晶区和柱状晶区,韧性较好的等轴晶和一定角度的柱状晶晶界的阻碍作用延缓了裂纹扩展的速率。以马氏体为主的热影响区组织中,疲劳裂纹路径较为曲折:当裂纹尖端停留在组织较为均匀的细晶区时,裂纹受到的阻碍作用相对较小,其路径也相对平直;当裂纹扩至粗晶区时,粗大的马氏体板条对裂纹扩展有较强烈的阻碍作用,在板条垂直于裂纹扩展方向时,裂纹在扩展过程中出现分叉的现象;当裂纹呈现出向焊缝区扩展的趋势时,焊缝区所具有的相对较高的抗疲劳裂纹性能,使得裂纹再次偏折回热影响区内进行扩展。研究成果可为深入理解微观组织对疲劳性能的影响提供参考。     

1Cr10Mo1W1NiVNbN钢的蠕变及蠕变-疲劳裂纹扩展行为研究

采用直流电位法,对国内试制的某超超临界汽轮机高中压转子用1Cr10Mo1W1NiVNbN钢在600℃下的蠕变裂纹、蠕变-疲劳裂纹萌生与扩展行为进行了研究,得到了该钢在不同初始应力强度因子条件下的蠕变裂纹扩展孕育时间关系式和蠕变裂纹扩展速率关系式.研究了不同保持时间对蠕变-疲劳裂纹扩展行为的影响,同时还分析了在不同条件下裂纹扩展行为与时间和循环的相关性.结果表明:疲劳缩短了蠕变-疲劳裂纹的扩展孕育期,加快了裂纹的扩展速度;在栽荷保持时间较短的情况下,蠕变-疲劳裂纹扩展行为与循环相关;而在栽荷保持时间较长的情况下,裂纹扩展行为与时间相关.     

风力机传动链齿轮齿根疲劳裂纹扩展剩余寿命评估

在叶轮气动载荷模型、柔性传动链模型和齿根弯曲应力模型的基础上,建立了随机风速下风力机传动链齿轮齿根疲劳裂纹扩展剩余寿命计算模型,对不同风速下的齿根弯曲应力进行了计算,分析了随机载荷下裂纹的扩展速率.对1.5 MW风力机太阳轮齿根疲劳裂纹的扩展进行了分析.结果表明:风力机齿轮齿根疲劳裂纹扩展寿命主要受风载荷影响,且紧急制动等冲击对裂纹扩展后期的影响不可忽视.     

国产P92钢低周疲劳性能与断裂特征研究

采用疲劳性能测试方法研究了应变控制下国产P92钢室温和600℃高温下的低周疲劳性能,并采用扫描电子显微镜对疲劳试样断口形貌进行了观察.结果表明:国产P92钢具有循环软化特征,应变幅和温度的提高是造成材料单轴疲劳寿命降低的主要原因;2种温度下疲劳裂纹均起源于表面,裂纹扩展为条纹机制;高温下具有较低的疲劳寿命是与氧化损伤、裂纹萌生扩展速率和材料的塑性变形密切相关的.     

船舶柴油机活塞的热疲劳裂纹扩展评定

运用ADINAT／ADINA有限元程序分析了船舶柴油机活塞的三维温度场和三维应力应变场，并采用带中央环状预裂纹的圆柱形试件在单轴疲劳试验机上进行了热疲劳裂纹扩展寿命模拟试验，根据高温度理论和断裂力学理论归纳了当量J积分范围评分准则，并将这一准则用于活塞的裂纹扩展寿命分析和安全性评定，评定结果具有普遍参考价值。     

NiCrMoV型汽轮机转子焊接接头疲劳裂纹扩展门槛值试验研究

疲劳裂纹扩展门槛值是汽轮机低压转子损伤容限设计中不可或缺的性能参数,对NiCrMoV型汽轮机转子焊接接头的疲劳裂纹扩展门槛值开展了试验研究,分析了疲劳门槛值的变化规律及显微组织对扩展路径的影响。发现在较低的应力比条件下,焊缝区材料的疲劳裂纹扩展门槛值略高于母材,且随着应力比的增大,母材和焊缝材料的疲劳门槛值线性降低,且两者差异逐步减小。在较大应力比时,疲劳裂纹继续扩展困难,此时母材和焊缝的疲劳门槛值几乎相等。母材中疲劳裂纹扩展被细小弥散的碳化物抑制,焊缝中岛状的M/A组元也对裂纹扩展起到较大的抑制作用。本文的研究成果可为转子损伤容限设计提供直接的试验数据。     

P91钢管特殊性能试验研究

本试验研究对了住友提供的P91大口径钢管以及其焊接头在三个不同温度(室温、550℃、575℃)下的低周疲劳、疲劳裂纹扩展速率和550℃、575℃持久强度进行了测试，以研究分析温度对其低周疲劳特性、疲劳裂纹扩展、持久强度的影响并了解焊接头与母材之间的差异。综合性结论是：P91钢管在高温下有较好的低周疲劳特性、抗裂纹扩展能力、抗裂性能、适当的持久强度，适宜用于高温工作。     

塔河油田稠油机抽井杆失效原因分析

塔河油田属于碳酸盐岩岩溶缝洞型重质未饱和底水油藏,近年来,随着地层能量下降,含水上升,为提高采收率,采用加深泵挂深抽、注氮气三次采油等一系列采油新工艺,但随之而来的是抽油杆柱疲劳、腐蚀加剧,杆失效现象逐年增加。5口典型井断杆样本的理化检测分析结果表明,失效杆的化学成分、金相组织、洛氏硬度、拉伸性能等均符合行业标准,但结合失效杆断面宏微观特征和能谱分析结果,推断出导致抽油秆断裂的原因为疲劳断裂和腐蚀疲劳断裂,并对不同原因导致的断口样貌形成过程和机理进行探讨。依托实验数据,从断裂力学角度对其失效扩展过程及主要影响因素进行分析,指出疲劳为随机过程,应力强度因子幅值是疲劳扩展的主要驱动力;杆柱承受交变应力大小与裂纹扩展速率成正相关,通过生产管理和设计优化改善杆柱受力,可以大大延长杆柱使用寿命。     

免疫算法在汽轮机转子低周疲劳裂纹扩展速率中的应用

首次将免疫算法应用于汽轮机高中压转子钢(30CrlMolV)的低周疲劳裂纹扩展速率计算.根据断裂力学中Pairs公式(da/dN=c△kn).在此之上引用F.Jeglie的裂纹扩展模型,以低周疲劳裂纹扩展速率最小化为目标函数,基于免疫算法和遗传算子原理,通过MATLAB软件编程,计算出满足转子钢疲劳裂纹扩展速率的应力强度因子幅值、温度和材料参数的最优解.研究表明,基于免疫算法具有良好的搜索性能,能够较好地对汽轮机转子在复杂条件下的低周疲劳裂纹扩展速率进行准确的预测.     

基于声发射/机器视觉的再制造曲轴弯曲疲劳裂纹监测

针对发动机再制造曲轴毛坯弯曲疲劳裂纹萌生扩展规律研究,提出了一种声发射与机器视觉传感融合的检测方法.该方法通过监测试验过程声发射/机器视觉信号变化来动态跟踪曲轴的疲劳失效信息,从而推测出裂纹的萌生扩展历程.测试结果表明:随着曲轴裂纹的萌生与扩展,声发射信号会发生阶段性改变.对这种变化规律进行理论分析,得出不同阶段声发射参数特征是由疲劳过程曲拐过渡圆角区域经历疲劳早期、裂纹萌生及裂纹扩展等阶段时发出不同应力波造成的;并结合机器视觉传感器初步推测出声发射能量与计数参数和裂纹扩展长度呈良好的线性关系.