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。     

缺口对ML20MnTiB钢拉伸强度的影响研究

对ML20MnTiB钢光滑试样和不同半径U形缺口试样进行拉伸试验,根据光滑试样所测得的数据,获得光滑试验真应力对数应变曲线。对各缺口试样的拉伸断裂过程进行仿真,获得各缺口试样拉伸过程中的应力、应变场,并对各缺口试样断裂面形态及断裂机理进行扫描电镜分析,由此研究缺口对ML20MnTiB钢拉伸强度的影响。研究结果表明,失效应力随缺口半径减小而增大,失效应变随缺口半径减小而减小,以光滑试样的本构关系及材料自身性能参数可以较为准确地预测缺口试样的拉伸加载过程。当应变增大时,试样产生缺口强化现象。各缺口试样的断裂机理均为韧窝型断裂,在应力三轴度及塑性应变的作用下,随着缺口半径的减小,断裂面的韧窝增大。     

球墨铸铁拉伸缺口强度的研究

研究了水平连铸球墨铸铁型材的拉伸缺口强度。试验结果表明，该材料的拉伸缺口强度可以用光滑试件的拉伸性能和理论应力集中系数来计算。对该材料的强度设计提出了设计准则，同时对低延性材料的缺口强度设计提出理论指导。     

冲击波处理及冲击后退火对16MnR钢韧性的影响

了低爆压冲击波处理以及冲击波形变十退火处理后,１６ＭｎＲ钢冲击韧性的变化。结果表明,经冲击波处理后１６ＭｎＲ钢的预制裂纹样呈现韧化特征而缺口试样却呈现脆化特征。经退火后,材料的缺口和预制裂纹试样的呈现韧化倾向。相同变形量条件下,冲击波形变＋退火处理对材料性能的改善,明显高于冷压为＋退火处理对材料的作用。     

全层状TiAl基合金拉伸试验断裂过程及机理

通过对全层组织TiAl基合金不同缺口试样进行原位拉伸试验,结合数据分析以及断口形貌的观察,研究TiAl基合金拉伸的断裂过程和断裂机理.研究发现在原位拉伸试验中,对于直缺口试样,裂纹起裂于缺口根部,其断裂过程主要是主裂纹(沿层裂纹)首先起裂、扩展、连接,然后形成解理断裂起裂源.这一起裂源形成的同时,在刚好能满足Griffiths脆性解理断裂所需要的临界裂纹尺寸时,引起整个试件发生脆性解理断裂.裂纹首先起裂于层间,层间是薄弱环节,断裂方式是穿层断裂和沿层断裂的混合体,以穿层断裂为主.对于大圆弧和平板试样,这种材料的断裂过程是:首先在较高外加载荷下,在标距范围内比较薄弱的区域沿层开裂,随着外加载荷的进一步增加,这些微裂纹扩展,当微裂纹引起的应力集中和外加载荷共同作用足以引起微裂纹进一步贯穿的瞬间,即能量积累到一定程度时,试样整体发生解理断裂.很多试样的断裂是直接起裂的过程,一旦产生裂纹试样立即解理断裂,即这种材料的强度较高,材料很难产生裂纹,也不易损伤.     

缺口圆棒低温断裂的局部法研究

对A508-Ⅲ钢两种缺口尺寸的缺口圆棒拉伸试样进行有限元数值模拟分析及低温断裂试验研究,研究结果表明,对于低温下脆断的缺口圆棒试样(断口呈解理断裂),起裂并非发生于弹性应力分布最大的缺口根部,而是在离开缺口根部有一定距离处,断裂时构件内部应力已非线弹性分布,而为弹塑性分布,采用基于线弹性有限元分析的应力场很难解释试验现象,而基于弹塑性有限元分析的应力场则能较好解释试验结果。基于解理断裂局部法理论,采用数值模拟方法预测不同缺口半径的缺口圆棒试样的解理断裂概率－载荷曲线,提出44%的解理断裂概率所对应的预测载荷值与实际的平均解理断裂载荷值基本相等,在此基础上预测不同缺口半径的解理断裂载荷随缺口半径变化的趋势,并得到试验验证。     

316L不锈钢光滑和缺口件疲劳特性分析

主要针对316L不锈钢光滑和缺口件进行拉伸和低周疲劳试验,并对试验数据进行处理分析,结果表明:在拉伸时没有出现明显的屈服平台,缺口件的屈服强度和抗拉强度均比光滑件高,该材料具有良好的塑性;其断口破坏形式均为垂直断口,断裂形式一致。     

GTN损伤模型对C-Mn钢缺口拉伸试样延性断裂的预测

用GTN(Gurson, Tvergaard, Needleman)损伤模型对不同缺口根半径的C-Mn钢缺口圆棒拉伸试样的延性断裂进行有限元模拟预测.结果表明, 当缺口根半径R≤2 mm时,GTN模型对缺口拉伸时的最大载荷Pm、起裂载荷Pi、断裂载荷Pf和断裂功E的预测值与实验值较为接近.而当R＞2 mm后,预测值与实验值的偏差变大.其原因在于GTN模型是基于微孔洞长大和聚合的延性断裂机理而建立,对于根半径较小,促使孔洞长大的三向应力度较高的缺口试样较为适用.GTN模型预测的三个特征载荷,尤其是表征韧性的断裂功E的值总体上高于实验测定值,并且其预测的延性起裂位置在R≥1 mm时也与实验观察不一致.其原因是GTN模型未考虑实际材料组织中具体的夹杂物/孔洞的尺寸、形态、分布和方位对损伤演化和断裂过程的影响.     

16Mn钢的动态断裂与韧脆转变行为研究：Charpy V型缺口（CVN）冲击试样的…

对１６Ｍｎ钢ＣｈａｒｐｙＶ型缺口试样进行了系列温度的示波冲击试验。揭示了出断裂载荷随温度的变化呈现反“Ｓ”型特性，且在断裂载荷谷值点对应的温度Ｔ＾ＶＣ处发生断 韧脆转变行为。研究表明温度Ｔ＾ＶＣ受控于材料的解理特征应力ＳＣＯ。     

16Mn 钢的动态断裂与韧脆转变行为研究——Charpy V 型缺口 (CVN) 冲击试样的断裂行为

对１６Ｍｎ钢ＣｈａｒｐｙＶ型缺口（ＣＶＮ）试样进行了系列温度的示波冲击试验。揭示出断裂载荷随温度的变化呈现反“Ｓ”形特性，且在断裂载荷谷值点对应的温度ＴＶＣ处发生断裂的韧脆转变行为。研究表明温度ＴＶＣ受控于材料的解理特征应力ＳＣＯ。     

40车轴钢的缺口疲劳性能

在保证车轴钢冶金质量和力学性能符合标准要求的基础上，对40车轴钢进行光滑试样与缺口试样疲劳性能试验，缺口试样按照EN 13261—2020标准加工，并借助扫描电子显微镜表征了钢的疲劳断裂形貌。结果表明：40车轴钢光滑试样与缺口试样比EN 13261标准中EA1N钢（相当于35钢）疲劳极限标准下限分别提高43%、18%，缺口试样提高的疲劳强度比光滑试样降低32%；光滑试样与缺口试样均为表面裂纹萌生机制，光滑试样为单源开裂，而缺口试样为多源开裂。     

带缺口的玻璃纤维筋拉伸破坏行为研究

为了揭示带缺口的玻璃纤维筋拉伸破坏机理,预估其破坏规律,文中基于剪滞理论,建立一种对单向玻璃纤维筋划分各单层为有限子单元的剪滞分析模型,分析含表面缺口的玻璃纤维筋在拉伸载荷作用下的应力重新分布问题,获得表面缺口附近完整纤维的应力集中因子。在此基础上进一步采用细观破坏理论,研究缺口纤维筋的拉伸破坏强度。最后与试验结果进行对比,说明文中的模型和分析方法的可行性和有效性。     

AZ31镁合金板材缺口敏感性的研究

研究了AZ31镁合金板材的缺口敏感性。未开缺口冲击试样的冲击韧性为50J/cm2左右,而缺口深度D=0.1mm的冲击试样,其冲击韧性仅为15.95J/cm2。随着缺口深度的增加(从D=0.1mm到D=2.0mm),AZ31镁合金的冲击韧性大幅度下降,最低值为7.44J/cm2;考虑到缺口应力集中对冲击韧性的影响,用有限元模拟计算应力集中系数,对冲击韧性进行修正,修正后的冲击韧性随缺口深度的增加呈上升趋势,这也说明了镁合金对缺口具有强烈的敏感性。     

1.25Cr0.5Mo钢缺口试样高温疲劳蠕变交互作用的试验研究

通过对1.25Cr0.5Mo钢半圆和V型缺口试样520℃和540℃环境下应力控制的梯形波加载试验,对1.25Cr0.5Mo钢缺口试样高温环境下疲劳蠕变交互作用的规律进行了研究。研究表明:1.25Cr0.5Mo钢缺口试样在高温环境下对应力的敏感性不高;与光滑试样不同,缺口试样高温环境疲劳蠕变交互作用下的破坏机制以疲劳为主;缺口试样高温环境疲劳蠕变交互作用的断裂寿命主要应力、温度和缺口形状的影响。     

小冲杆试验测试回火脆化对加氢反应器用钢焊缝力学性能的影响

利用小冲杆试验(SPT)研究了回火脆化对加氢反应器用2.25Cr-1Mo钢焊缝在-196~22℃范围内力学性能的影响,获得了它的韧脆转变温度,并对SPT试样断口进行了分析。结果表明:随着试验温度的降低,2.25Cr-1Mo钢焊缝的强度明显提高;回火脆化后的屈服强度和抗拉强度较脱脆处理后的明显大,表现出一定的回火强化效应;SPT试样断裂能可以较好地表征材料的低温韧脆转变特性和回火脆化,回火脆化使得材料的韧脆转变温度升高。     

LZ50钢车轴的旋转弯曲疲劳性能

在LZ50钢车轴上制取了光滑试样和环形缺口试样,按照AAR M-101-2009新标准测试了其旋转弯曲疲劳性能,并观察了断口形貌。结果表明:光滑试样的旋转弯曲疲劳裂纹萌生于试样表面,而环形缺口试样的裂纹萌生于缺口前缘,并呈多源开裂形式,两种试样均形成与轴向垂直的平断口;当车轴的拉伸强度提高5%后,其光滑试样旋转弯曲疲劳性能也得到明显提高,环形缺口试样虽中值疲劳强度比光滑试样的降低18%,但其旋转弯曲疲劳极限缺口敏感系数仍与国外碳素钢车轴保持在同一水平上。     

股骨头松质骨纵向拉伸应力松驰实验研究

本文叙述了研究正常国人新鲜尸体股骨头松质骨的拉伸粘弹性力学性质。对股骨头松质骨纵向试样进行拉伸应力松驰实验。得出了股骨头松质骨纵向的应力松驰数据和曲线。对实验数据进行归一化处理，用对数一元回归分析的方法处理数据，得出了归一化应力松驰函数及曲线。     

不同缺口取向X70管线钢三点弯曲断裂试验研究

通过对X70管线钢不同厚度含不同V型缺口取向试样在不同温度下三点弯曲断裂试验，研究高韧性管线钢缺口取向、试验湿度和分层裂纹对材料韧性的耦合效应。发现X70管线钢具有严重的各向异性现象，其在平行钢板表面方向和沿钢板厚度方向力学性能差异较大；试样缺口取向不同，试样破坏形式不同，但均产生垂直于板厚方向的分层裂纹；分层裂纹的产生可以提高试样的单位厚度裂纹起始功和单位厚度破坏总功；分层裂纹以及由分层裂纹所产生的效应主要是试样中的应力状态和材料固有的片状缺陷或夹杂所致，有确定的方向性，同时与试验温度又有密切的关系。     

钛合金焊缝与母材缺口试样疲劳对比试验研究

对TC2钛合金焊缝与母材缺口试样进行疲劳对比试验,并观察全部疲劳断口,分析疲劳断裂的起因.结果表明,焊缝缺口试样与母材缺口试样的疲劳寿命相比没有显著差异,在99%可靠度前提下,焊缝缺口试样的安全寿命是母材缺口试样安全寿命的91%.焊缝及母材缺口试样的疲劳断裂均起源于缺口根部表面滑移带.     

低碳钢的延性断裂

用光滑及缺口拉伸圆试样,预拉伸至不同形变量,产生不同数量及大小的韧窝,然后在液氮中冷透取出再拉,产生解理断裂,在扫描电镜下观察断口上韧窝情况(有、无;多、寡;大、小及深、浅),提出断裂时孔洞的萌生、长大和聚合的详细过程,并由定量金相计点法算出韧窝与应变的定量关系。