航空有机玻璃疲劳和断口会议在甬召开

航空部科技局于1984年11月27日至12月1日在宁波市召开了航空有机玻璃疲劳和断口专题会议。专题组成员单位、部内有关厂、所及空一所、132厂军代表室等15个单位45名代表参加了会议。     

有机玻璃断口形貌的扫描电镜观察

前言 正确显示断口形貌是正确认识断裂机理的基础。资料已对有机玻璃断口形貌显示的方法作了较为详细的介绍;有的资料将有机玻璃静拉、静弯、冲击、疲劳断口分作三个区域:镜面区、平坦区(雾区+肋状)、粗糙区(瞬断区)。但对三区细微特征的介绍还停留于光学成象的初级阶段,并且不尽详细。因此弄清各种断口各区细微特征,有益于正确认识断裂形成、受力方式乃至断裂机理。但由于受光学显微镜景深、放大倍数等自身条件的限制,势必给断面起伏大的有机玻璃断口的准确显示     

标准化通讯

为了适应断裂力学的发展和座舱有机玻璃抗断裂性能的研究,制定有机玻璃板材断裂韧度试验方法极为必要。于1983年7月2～6日在厦门召开了会议,会上审定并通过了《航空有机玻璃板材断裂韧度试验方法》标准,与会者一致认为该方法概念清楚、试验程序     

彩色断口金相

一种新的断口金相技术被用来测定低循环疲劳试验断口,材料取自蒸汽轮机转子的镗孔区。1950年以来,发现大量蒸汽轮机的转子带有内部缺陷,包括夹杂、显微收缩空穴等。在研究高应力低循环疲劳状态下裂纹的起始和扩展方面,逐渐发展了这种有价值的加热着色断口金相技术。它可以根据断口的不同色区,明确地判断出各种断裂机理。 收缩缺陷保持银白色,疲劳条带为综色,塑性断口为蓝色,解理面为金黄至紫色。据此可以推断出转子试样的裂纹起始和扩展过程,并与扫描电镜断口照片对比加以证实。此外还可以测定裂纹稳定增长和裂纹过载区的相对缺陷面积,并与金相试片上缺陷面积率比较。 这种着色断口金相的原理如下。当一块金属在空气中加热时,形成氧化物的厚度取决于氧化速率、温     

航空有机玻璃的疲劳性能

通过对航空有机玻璃进行拉伸疲劳试验得到了不同应力水平下的拉伸疲劳S-N曲线以及条件疲劳强度,研究了应力比对有机玻璃拉伸疲劳性能的影响。结果表明:该有机玻璃在应力比为0.4,0.1,-0.1条件下的疲劳强度分别为63.0,57.3,48.4MPa,其对应的拉伸疲劳S-N曲线随着应力比的增加整体上移;在相同应力水平下,应力比越大,该有机玻璃的拉伸疲劳寿命越长。     

乘用车稳定杆耐久试验断裂失效分析

某新开发车型的SUP9钢制实心稳定杆在耐久试验过程中发生断裂失效。采用断口分析、化学成分分析、硬度测试、金相检验等方法分析了稳定杆失效的原因。结果表明:失效稳定杆的断口为典型的疲劳断口,稳定杆存在严重的脱碳问题,导致稳定杆出现早期疲劳裂纹起源并扩展,最终稳定杆发生疲劳断裂失效。     

飞机座舱盖玻璃开裂原因分析

某型飞机的座舱盖前弧端面出现一条穿透性裂纹,其边缘粘接位置出现若干条微裂纹。采用目视、体视显微镜和扫描电镜对裂纹外观和断口进行宏观、微观观察,沿航向取样进行抗拉强度和拉伸模量测试。结果显示:穿透性裂纹断口上同时存在疲劳弧线和应力-溶剂腐蚀形貌,其它微裂纹断口上仅存在疲劳弧线,未见应力-溶剂腐蚀形貌,表明裂纹先发生疲劳开裂,后产生应力-溶剂腐蚀;座舱盖的抗拉强度明显下降,远小于航空材料手册中相同牌号和相应厚度有机玻璃的典型值。综合分析,座舱盖发生疲劳开裂,主要与其抗拉强度下降有关。     

真空环境下过时效态2A12合金的疲劳行为

在真空拉-压疲劳试验机上对过时效态2A12合金的疲劳行为进行了研究,并利用扫描电镜分析了真空对疲劳断口形貌的影响.结果表明:真空环境中疲劳寿命明显提高;在低循环应力下,真空环境中的疲劳断裂循环次数比室温大气环境中高近3倍;室温大气和真空环境下的疲劳断口均为穿晶断口,断口中均出现疲劳条纹、台阶和韧窝,且在低循环应力下,疲劳条纹出现的区域较多,但真空环境下疲劳断口中的台阶高度较低,疲劳条纹与韧窝较细小.     

航空有机玻璃的疲劳寿命

主要从疲劳S-N曲线、等寿命图两个方面研究了航空有机玻璃的疲劳寿命。研究结果表明:由Goodman模型拟合的有机玻璃疲劳等寿命图不但本身具有很高的相关性系数,同时能很好地预测某一寿命下材料的安全系数,是拟合航空有机玻璃等寿命图的优选模型。Goodman模型等寿命图使试验人员很清楚地找到每一个点对应的σ_max,σ_min,σ_a,σ_m,R,N值,节省了试验的时间和成本;由已知的许用安全系数,可以计算出任一工作点的安全系数和安全区,为结构的设计提供依据。     

有机玻璃疲劳裂纹扩展

文中采用CT(Compact Tension)试样对MDYB-3有机玻璃在-50℃～90℃范围内进行了裂纹扩展试验研究.基于金属裂纹扩展公式,结合有机玻璃疲劳裂纹扩展特性,得到了描述有机玻璃裂纹扩展行为的公式.将其与有机玻璃在不同温度下的试验结果对比,发现得到的公式能够较完整地描述有机玻璃疲劳裂纹在各个阶段的扩展行为.     

震源振动器平板损伤机理及其疲劳寿命预测研究

振动器是可控震源地震信号激发的关键装置,长期宽、高频地震波激发致使振动器平板焊接部位出现裂纹甚至疲劳失效,这不仅会大大减短平板工作寿命,而且严重影响震源信号质量。由此,对平板开裂断口的微观形貌进行分析,掌握平板疲劳损伤区域内损伤特征、裂纹扩展规律,揭示平板开裂断口损伤机理。针对平板疲劳损伤模式和特点,开展平板“三点弯曲”疲劳试验,拟合平板S—N曲线,预测平板疲劳寿命,并与采用断裂力学法的疲劳寿命计算结果进行比较。结果表明,经疲劳试验参数修正的S—N曲线法的精度高于断裂力学法,可准确预测震源振动器平板的工作寿命。研究成果为延长震源振动器平板的疲劳寿命、增强其可靠性提供了科学的理论支持,有助于提高我国油气勘探技术及相关工程装备的研发水平和国际竞争力。     

非定向有机玻璃拉伸断口形貌与拉伸温度相关性分析EI北大核心CSCD

为探究非定向有机玻璃断口定量表征方法及其断口形貌参数与拉伸温度的相关性,以航空有机玻璃YB-2为研究对象,首先采用体视显微镜和三维激光扫描仪测量了不同拉伸温度下的断口雾状区尺寸和表面粗糙度均值Ra,其次通过扫描电镜-盒维数法测算了断口雾状区的分形维数均值D,最后通过两个假设推算了有机玻璃断裂形成雾状区时消耗的能量,并与断口雾状区的分形维数进行联系。结果得出:当拉伸速率一定时,拉伸温度由-55℃提升至60℃,断口雾状区的尺寸J3从1.257 mm升高至4.978 mm,Ra从0.517μm降低到0.330μm,D从1.357升高至1.579,拉伸温度分别与断口雾状区尺寸、表面粗糙度、分形维数的拟合曲线的拟合度因子均高于0.9,拟合程度较高。研究表明:有机玻璃拉伸断口的形貌参数与其断裂条件存在一定的相关性,雾状区形成时消耗的能量与其分形维数呈正相关关系,该研究结果可为有机玻璃断口定量分析奠定一定的基础。     

快卸卡箍螺栓断裂原因分析

通过断口形貌观察、X射线能谱分析、金相检验和硬度检测等试验方法,对某燃油供油导管快卸卡箍螺栓的断裂原因进行了分析,并与螺栓冲击断口和氢致疲劳断口进行了比较分析。结果表明:该快卸卡箍螺栓断口特征与冲击断口和氢致疲劳断口明显不同,其断裂性质为应力腐蚀断裂,裂纹起源于螺栓光杆段的侧表面;螺栓表面加工粗糙且没有防护对裂纹的萌生有一定的影响。对螺栓表面进行防腐处理可有效避免该类故障的再次发生。     

有机玻璃断口分析

“断面分析”或称“断口分析” 在金属材料中已成为性能研究、故障分析的一种重要手段,不少国家都有专著和图集出版。近年来高分子结构材料工作者也开始进行这方面的研究,亦有一些报导。本文为有机玻璃断口分析的一部分,对国产有机玻璃积累了一些典型静载断口照片,并就其特征与形成原因作了初步探讨。     

0Cr16 Ni5 Mo不锈钢疲劳性能研究

通过疲劳试验对 0Cr16Ni5Mo不锈钢疲劳性能和海水中的腐蚀疲劳性能进行了研究 ,并对断口特征进行了金相及SEM分析。结果表明 :钢的σ-1 、σ-1SCC 和τ-1 分别为 5 5 0MPa、40 8MPa和 2 85MPa ,σ-1 、τ-1与σb 、σ0 .2 之间符合奥金格公式。不同条件下的疲劳断口特征各异 ,纯旋转弯曲疲劳断口属正常形貌 ,而扭转疲劳断口的扩展阶段疲劳条带不明显 ,这与受力条件复杂有关。海水介质中疲劳开裂具有表面多条裂纹源特征 ,裂纹尖端的应力集中加速裂纹扩展造成腐蚀疲劳强度降低 ,裂纹扩展至断裂符合正常疲劳断裂机理。     

温度对碳纤维平纹布正交层合板拉伸疲劳性能的影响

温度环境可降低复合材料的疲劳性能,在确定复合材料结构寿命时须考虑温度的影响.本试验测量了碳纤维平纹布正交层合板在低温干态(CTD)、常温干态(RTD)和高温干态(ETD)环境下的拉伸疲劳性能,获得了三种环境下复合材料的S-N曲线,分析了温度对复合材料疲劳性能的影响.基于试验结果,建立了温度条件下复合材料疲劳性能有限元分析模型,对复合材料的疲劳寿命进行了估算并分析了其损伤机理.线性拟合结果显示:在106 疲劳寿命下,与RTD环境疲劳最大应力相比,CTD环境疲劳最大应力略有降低,而ETD环境疲劳最大应力下降明显. CTD环境下,试验件的疲劳破坏断口比较齐整,纤维基本在同一纵向位置断裂,断口附近基体基本完好,无分层现象;RTD环境下,试验件断口处也没有明显分层现象;ETD环境下,试验件出现了明显的分层,同时还有纤维拔出,且断口处基体开裂程度严重.有限元分析表明,CTD环境下试验件的疲劳断裂呈现脆断的特征,断裂截面平整,断裂区域窄;RTD与ETD环境下试验件的纤维疲劳断裂损伤的断裂截面不平整,断口不一,断裂区域相对较宽.     

航空有机玻璃拉伸疲劳试验方法的研究

一、前言 有机玻璃用作飞机透明座舱材料已有几十年的历史了。随着航空的发展,要求材料具有耐疲劳特性,以保证飞行安全。有机玻璃在常温下是一种脆性材料,在动载荷作用下易产生银纹和裂纹等缺陷。这些缺陷的产生危及材料的安全使用。所以近年来国外飞机座舱逐渐采用疲劳设计思想。目前国内几个主要机种也将采用疲劳设计,用材料的疲劳试验数据作为估算新机座舱寿命和老机座舱延寿的重要根据之     

室温大气环境下不同时效态2A12合金的疲劳行为

在拉-压疲劳试验机上对室温大气环境下欠时效态、峰时效态、过时效态和自然时效态2A12合金的疲劳行为进行研究,并采用扫描电镜(SEM)分析室温大气环境下不同时效态对疲劳断口形貌的影响.结果表明:在室温大气环境下,四种时效态2A12合金的疲劳断裂循环次数均随着循环应力的减小而明显增加.循环应力水平越低,疲劳寿命提高越明显;各时效态的疲劳断口均为穿晶断口.断口中均出现疲劳条纹、台阶和韧窝,并在较低循环应力下,疲劳条纹出现的区域较多;欠时效态和峰时效态断口上还可观察到轮胎花样.自然时效态表现出最好的疲劳裂纹扩展阻力,其次是欠时效态、峰时效态,过时效态的疲劳裂纹扩展阻力最低.对室温大气环境下各时效态2A12合金疲劳行为进行了讨论.     

抛光有机玻璃疲劳性能的研究

本文介绍抛光前后DYB—4有机玻璃采用成组试验法进行疲劳性能试验对比的情况,为我国有机玻璃首次应用机械研磨抛光加工技术提供依据。     

真空环境下峰时效态2A12合金的疲劳行为

在低温真空拉-压疲劳试验机上对峰时效态2A12合金的疲劳行为进行了研究,并采用扫描电镜(SEM)分析了真空对疲劳断口形貌的影响.结果表明,真空使疲劳寿命提高,疲劳曲线右移.在低循环应力时,真空环境中的疲劳断裂次数可比室温大气环境中的多2至3倍.真空和室温大气环境下的疲劳断口均为穿晶断口.在室温大气疲劳断口上可观察到轮胎花样与疲劳条纹.在低循环应力时出现疲劳条纹的区域增多.真空环境下极少出现轮胎花样与疲劳条纹.对真空影响峰时效态2A12合金疲劳行为的原因进行了讨论.