中碳钢的低周疲劳寿命与塑性应变能

本文研究了中碳钢的低周疲劳寿命与塑性应变能之间的关系。结果表明,对于45钢拉压疲劳N_f=(W_f/ΔW)~(1/a)35钢扭转疲劳N_f=(U_f/ΔU)~(1/b)累积损伤规律∑(n_i/N_(if))~c=1     

工业纯锆的低周疲劳特性及寿命预估

通过轴向对称应变控制法对工业纯锆的低周疲劳性能进行研究,讨论了工业纯锆的循环应力-应变响应、软硬化特性、累积滞后规律、疲劳寿命以及塑性应变能的影响。结果表明：在总应变幅大于0.5%时工业纯锆均表现出循环硬化;工业纯锆疲劳寿命满足Basquin-Coffin-Manson经验关系式,其过渡寿命为1548周;利用塑性应变能对疲劳损伤进行了有效评估,总应变幅度越低,滞回曲线面积越小,即塑性应变能越低,疲劳寿命越长;疲劳断口呈现明显的疲劳辉纹特征,随总应变幅的增加疲劳辉纹的数量减小宽度增加。     

一种新的低周疲劳损伤模型及实验验证

通过316L钢在420℃环境下应力控制的低周疲劳实验,基于连续损伤力学,提出一种新的低周疲劳损伤模型,采用间接反映循环塑性应变能的应力-位移曲线面积的变化作为损伤变量,实验结果与该模型显示的疲劳损伤演变规律符合较好。     

低周疲劳的损伤,损伤变量及测量法

材料在接近使用状态下的力学性能是估算工程构件寿命的基础。本文介绍低周疲劳损伤的物理意义和研究现状,通过对各种实验方法及结果的分析,指出标定损伤变量的重要性。     

管材高温低周疲劳实验方法及数据处理

采用径向应变控制法 ,在MTS880 /810试验机上用d 13mm× 1.5mm的单相α Ti合金管材 ,在 (35 0±1)℃下进行了 5个不同应变量的高温低周疲劳 (HTLCF)实验 ;记录了各自的循环应力—应变滞后环 ,得出了试样的循环响应特征和各试样的高温低周疲劳寿命。对实验数据按Coffin Manson公式拟合出疲劳曲线方程 ,从而绘出了该试材的Δεt— 2Nf 倍寿命关系曲线。考虑到低周疲劳数据的离散性 ,对其中的Δεt=1.0 %和Δεt=1.5 %两个应变量的各 6个试验数据按双参数Weibull分布进行了统计分析。     

夹杂物对FGH96合金低周疲劳寿命的影响及寿命预测

本文通过人工植入Al2O3 和SiO2夹杂物的方法,制备含不同尺寸夹杂物的FGH96合金低周疲劳试样,在650℃下进行不同应变幅的低周疲劳试验,对试样断口进行观察、统计分析,定量分析了夹杂物的尺寸、位置、种类和外加载荷应变幅对低周疲劳寿命的影响,建立了夹杂物特性与低周疲劳寿命的关系。结果表明,应变幅为0.8%,疲劳源区以内部夹杂物为主;当应变幅为0.9%时,疲劳源区为表面夹杂物和不含夹杂物的试样表面的占比增大;当应变幅为1.0%和1.2%时,疲劳源区全部为不含夹杂物试样表面;随应变幅自0.8%增至1.2%,源区位置逐渐由内部夹杂物向表面夹杂物、不含夹杂物的试样表面转移。在应变幅为0.8%时,建立了内部和表面夹杂物面积与低周疲劳寿命的定量关系式,研究了夹杂物种类对低周疲劳寿命的影响,在一定夹杂物尺寸范围内,SiO2夹杂物比Al2O3夹杂物对低周疲劳寿命危害更大,其原因在于SiO2夹杂物周围由于γ’相贫化区的存在而产生的粗大晶粒降低了合金的低周疲劳寿命,同时,研究了夹杂物距试样表面距离与低周疲劳寿命的关系。     

油气管道的低周腐蚀疲劳研究及剩余寿命预测

针对在役管道严重的腐蚀疲劳倾向性,比较前人相关的研究方法,提出了一种以大试样(480 mm×38mm×12 mm)纯弯曲来研究低周腐蚀疲劳的新方法.以"西气东输"输气用螺旋焊管(X70)为研究对象在两种腐蚀环境下(大气、3%NaCl水溶液)进行了验证实验,并在实验基础上建立了裂纹扩展速率的经验公式dl-dN=a b·ln(p·△K)并确定了常数a、b.根据实验获得的数据结合计算软件Maple估算了两种腐蚀环境下构件的剩余使用寿命,获得的三维关系图对解决实际问题具有指导意义.     

2195铝锂合金的温热低周疲劳行为和疲劳寿命预测（英文）

为研究2195铝锂合金在温热条件下(100和200℃)的低周疲劳行为,首先进行应变控制的低周疲劳试验。结果表明,合金的起始和中值寿命滞回环均呈现中心对称特征。在100℃、应变幅值为0.6%条件下的循环应力响应曲线表现出完全循环硬化特征,而其他条件下的循环应力响应曲线均呈先循环硬化、然后循环软化的循环特征。随后,采用多种低周疲劳寿命预测模型对2195铝锂合金疲劳寿命进行评价。结果表明,基于总应变能密度的寿命预测模型具有最佳的预测精度。最后,为揭示2195铝锂合金的疲劳断裂机理,对不同试验条件下合金的疲劳断口进行观察。结果表明,在100℃、应变幅值为0.6%的条件下,合金断面上的疲劳条纹十分明显,但随着试验温度和应变幅值的升高,合金断面上的疲劳条纹逐渐弱化。在温度为200℃、应变幅值为1.0%条件下的疲劳断口呈明显沿晶断裂特征。     

超高周疲劳寿命预测方法探讨

分析了金属材料超高周疲劳断口形貌特征,介绍了基于Paris公式的裂纹扩展寿命预测模型和基于位错理论的疲劳裂纹萌生寿命预测模型,并结合前期有关金属材料超高周疲劳行为的试验数据,对2种预测模型的误差进行分析。结果表明,基于位错理论的寿命预测模型较为准确;而基于Paris公式的裂纹扩展寿命预测模型,其预测精度随着疲劳寿命的增加而降低,即材料组织缺陷萌生成为疲劳裂纹阶段占据疲劳寿命的绝大部分。在此基础上,提出了超高周疲劳寿命预测的研究方向:疲劳裂纹的萌生机制,特别是裂纹源表面萌生和内部萌生的竞争性机制;建立大样本数据,结合统计学方法,以工程构件的服役安全性和可靠性为基础,精确评价超高周疲劳寿命。     

Grain size based low cycle fatigue life prediction model for nickel-based superalloy

Nickel-based superalloys are easy to produce low cycle fatigue (LCF) damage when they are subjected to high temperature and mechanical stresses. Fatigue life prediction of nickel-based superalloys is of great importance for their reliable practical application. To investigate the effects of total strain and grain size on LCF behavior, the high temperature LCF tests were carried out for a nickel-based superalloy. The results show that the fatigue lives decreased with the increase of strain amplitude and grain size. A new LCF life prediction model was established considering the effect of grain size on fatigue life. Error analyses indicate that the prediction accuracy of the new LCF life model is higher than those of Manson-Coffin relationship and Ostergren energy method.     

Low cycle fatigue life: Dependence on test mode

Fatigue hardening and softening in materials result in different lives in low cycle fatigue, depending on the test mode. The problem is discussed based on the cyclic stress-strain relation, and a suitable testing mode is suggested for the design of structural parts, which are subjected to either constant load or constant displacement fatigue.     

多轴疲劳寿命预测方法

在工程实际中,大多数工程结构和机械零件都承受着各种形式的循环载荷,载荷分布大多呈现多轴应力状态。在循环荷载作用下,对多轴疲劳寿命的研究比单轴的更加接近工程实际,有更广泛的应用背景。针对这一现状,本文详述了近年来国内外关于多轴疲劳寿命预测方法的研究现状,分别介绍了等效应变法、能量法、临界面法三种主流方法的基本原理及优缺点,并将这三种方法做了简单对比。另外,针对现阶段各类多轴疲劳寿命预测方法的不足,提出了今后在多轴疲劳领域研究工作的设想。     

H4698合金高温低周疲劳性能分析

研究了GH4698合金650℃时应变控制条件下的高温低周疲劳性能.结合疲劳试验数据,分析了合金的循环应力响应、循环应变响应及应力应变滞后回线,探讨了GH4698合金的疲劳性能.结果表明:GH4698合金在应变幅较低时具有良好的抗疲劳性能,而在较高应变幅时抗疲劳性能较差;在应变幅较低时合金会发生循环硬化和软化现象,而在应变幅较高时合金只发生循环硬化现象;随着应变幅的增加合金的循环韧性提高.     

超声频分量双周疲劳载荷作用下焊接接头疲劳行为

使用带超声频载荷分量的双周疲劳试验装置对Q345钢焊接接头分别进行纯低周、纯高周以及双周循环加载条件下的疲劳试验.应力比R为O.5,高周载荷频率约19 kHz.结果表明,叠加于大幅低周循环载荷上的小幅高周循环载荷及叠加于大幅高周循环载荷上的小幅低周循环载荷都能够对焊接接头造成严重的疲劳损伤.通过按外包络线表征双周疲劳强度,如果疲劳寿命使用低周载荷循环周次表征,低估了高周载荷分量对焊接接头造成的损伤;如果疲劳寿命使用高周载荷循环周次表征,又高估了低周载荷分量对焊接接头造成的损伤.     

低温环境对9%Ni钢SMAW接头低周疲劳性能的影响

对9%Ni钢焊条电弧焊接头的低周疲劳性能进行了测试,绘制了室温环境的应变－寿命曲线,测试了低温(－180℃)环境下高应变幅值(0．6%)的低周疲劳寿命,观察了不同测试温度的试样断口,分析低温环境对裂纹萌生和裂纹扩展过程的影响。结果表明,在高应变幅值循环作用下,9%Ni钢接头在低温环境中出现循环硬化效应,而在室温中出现循环软化效应,表明低温环境有助于减缓9%Ni钢接头的裂纹萌生过程,裂纹的扩展速度在低温时有所增加。     

Effect of W-addition on low cycle fatigue behavior of high Cr ferritic steels

A study was done to investigate the effect of tungsten (W) addition on the microstructure, tensile properties and low cycle fatigue (LCF) properties of 9Cr-lMo steels at 298K and 873K. Four steels containing different amounts of W (0W, 1.2W, 1.8W and 2.7W) were normalized at 1323K for 1 hour and tempered at 1023K for 1 hour. Microstructural analysis revealed that no significant differences wete observed in their tempered martensitic microstructure of 0W, 1.2W and 1.8W alloys, but d-ferrite was observed to form at the prior austenite grain boundaries of the 2.7W alloy. With the increase in W content, yield and tensile strength increased at both temperatures. Low cycle fatigue life also increased with the W content up to 1.8%, but decreased in the 2.7W alloy, which was primarily due to the presence of soft d-ferrite acting as the crack initiation site. The fatigue life at 873K was reduced compared to that at 298K, due not only to the decrease in strength at high temperature but also to the formation of oxide layers along the slip bands, which increases slip irre-versibility during cyclic deformation. This article based on a presentation made in the symposium “The 1^st Korea—Japan Structural Dynamic Symposium”, held at Sunchon National University, Sunchon, Korea, August 5–8, 1999 under the auspices of The Korean Insitute of Metals and Materials and Research and Development Center for Automobile Parts and Materials.     

小角度晶界对单晶高温合金高周疲劳性能的影响

用双籽晶法制备了带有9°小角度晶界的DD6单晶高温合金试板,研究了小角度晶界对合金700℃高周疲劳性能的影响,并与[001]取向合金的疲劳性能进行了对比分析,用扫描电镜和透射电镜分析了其断口形貌和断裂机制。结果表明,带有9°小角度晶界合金的高周疲劳极限比[001]取向合金的稍有降低。疲劳裂纹萌生于试样表面或亚表面,而不在晶界上形成。小角度晶界试样的疲劳断裂机制有两种情况,大部分试样为类解理断裂,其它试样为类解理与沿晶混合断裂。