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。     

钛合金低周疲劳性能研究

采用轴向应变控制的方法,在Ｉｎｓｔｒｏｎ－１３４３型万能疲劳试验机上测定了ＴＡ５钛合金的低周疲劳性能数据,研究了在循环载荷下该材料的应变与寿命的关系,初步预测了ＴＡ５钛合金的低周疲劳寿命。结果表明,塑性变形是造成ＴＡ５合金疲劳损伤的根本原因;通过试验求得的该材料的应变与寿命关系曲线其对数方程为一直线ε_ｔ＝０．０２８８Ｎ~（－０．１９９７）（其中相关系数ｒ＝０．９９１４．标准差Ｓ＝０．２１５３）;ＴＡ５钛合金具有循环软化的特性;其低周疲劳断口具有明显的挤压条纹特征。     

双周疲劳载荷作用下焊接接头线性累计损伤分析

采用自制的超声频分量双周疲劳(CCF)试验装置,对16Mn的焊接接头试件进行低频疲劳载荷与超声频分量(高频)载荷复合加载,采用线性累计损伤理论来估算双周疲劳载荷作用下16Mn对接接头的疲劳寿命,并计算两个疲劳载荷分量各自造成的累计损伤比例.结果表明,使用Miner法则计算双周疲劳试件的疲劳累积损伤时,如果高低周疲劳载荷只是简单按照比例计算,会严重低估两个分量疲劳载荷之间的耦合作用;而低周疲劳载荷按外包络线计算的方法则能够很好的考虑到高低周疲劳载荷间的耦合作用.     

TC4钛合金薄板及焊缝低周疲劳的损伤规律

对TC4钛合金薄板母材及其激光焊缝进行了低周疲劳损伤规律的理论分析和试验研究。在对应力疲劳不同周次后试样的拉伸性能进行测定及分析表明,残余伸长率对该材料的疲劳损伤较为敏感,可以作为表征其低周疲劳损伤的有效物理参量。结果表明,对TC4钛合金薄板母材,以残余伸长率定义的损伤变量初始值D0为0.037,损伤变量D随着循环周次的增加缓慢增加,当循环周次达寿命的90%后才进入快速增加阶段。连续损伤力学理论分析结果可以很好的解释TC4薄板的低周疲劳损伤规律,理论模型与实验结果吻合很好。而激光焊接接头试样中由于存在组织不均匀性及焊接缺陷,使得焊缝的低周疲劳损伤规律偏离了理论模型,由于焊缝中有气孔等缺陷的存在使得焊缝试样循环到寿命的1%时,初始损伤变量值即达到0.4,而且由于焊缝中心晶粒粗大使得循环周次达寿命的50%时损伤变量即开始快速增加。     

Influence of porosity on fatigue cumulative damage of sintered iron

Fatigue represents a common mechanical condition during service for materials used in structural components. This type of loading becomes particularly critical when alternating stress amplitude may be expected to vary, or change, in some way during the service life. Such variations and changes in load amplitude make the direct use of standard S-N curves inapplicable, because these curves are developed and presented for constant stress amplitude operation. In the present paper, results of cumulative damage under fatigue of porous materials are reported. The specimens used were produced by compacting and sintering iron powder. Their as-sintered porosity contents were P ₀ = 4.1 and 12.4 %. Uniaxial fatigue tests (tensile-compression) were carried out at room temperature on a hydraulic testing machine.     

Fatigue damage analysis on body shell of a passenger vehicle

A method for design durability qualification of a vehicle body shell is presented. Field test data were used to produce an accelerated durability test that retains all of the damaging real time load histories present in the original test cycle. Fatigue analysis methods are used to access and compare the fatigue damage imposed during durability test and laboratory (torsion) experiments. A numerical methodology (FEM) was used to determine the critical local stresses on the component. These stresses were then experimentally measured by using strain gauges. Field tests were performed over public road tracks (stone paved and land surfaces) for loaded and empty vehicles in the customer environment. This acquired data was used to simulate durability tests in laboratory. A correlation between the results obtained in the durability tests and those obtained in a torsion experiment in laboratory was done.     

疲劳损伤过程的热能耗散分析

利用能量作疲劳损伤基本参量,建立了疲劳损伤的能耗结构,在试验的基础上,围绕着疲劳损伤过程中的不可逆能耗分析,系统地研究了循环过程及循环内的疲劳损伤热能耗散变化规律,并寻找出疲劳过程中循环滞回能与有效能耗(储能)之间联系。     

定向凝固DZ4合金的低周疲劳与断裂行为研究

对定向凝固DZ4合金760℃和800℃下的低周疲劳行为进行了研究,并结合断口观察,对其疲劳裂纹的萌生与扩展进行了分析。结果表明,DZ4合金760℃和800℃下的低周疲劳属应力疲劳,其损伤以弹性损伤为主,弹性损伤与疲劳寿命具有很好的相关性。定向凝固DZ4合金高寿命低周疲劳裂纹易于萌生于试样内部或亚表面的柱状晶界。其疲劳裂纹的稳定扩展也较难形成典型的疲劳条带。     

The effect of Zr on the low-cycle fatigue behavior of NiAl at 1000 K

The effect of a 0.1 at. % alloying addition of Zr on the low-cycle fatigue behavior of polycrystalline NiAl was determined at 1000 K and compared to that of binary NiAl. Samples of binary NiAl and the Zr-doped alloy were processed by either HIP consolidation or extrusion of prealloyed intermetallic powders. The cyclic stress response, cyclic stress-strain behavior, and strain-life relationships were all significantly influenced by the microalloying addition of Zr, regardless of the processing technique. A detailed examination of the post-tested low-cycle fatigue (LCF) samples was conducted by optical and electron microscopy to determine variations in fracture and deformation modes and to characterize any microstructural changes that occurred during LCF testing. Differences in LCF behavior due to the Zr addition are attributed to the strong effect that Zr has on modifying the deformation behavior of the intermetallic.