35CrMo钢复合型裂纹的疲劳门槛值

研究了35CrMo钢试样在860℃淬火＋不同温度回火态的复合型裂纹疲劳门槛值。采用对称四点弯曲测定Ⅰ型、反对称四点弯曲测定Ⅰ＋Ⅱ型、斜裂纹对称四点弯曲测定Ⅰ＋Ⅲ型裂纹的疲劳门槛值。试验结果表明：35CrMo钢各种回火组织的Ⅰ＋Ⅱ和Ⅰ＋Ⅲ型疲劳门槛值均低于相应的Ⅰ型疲劳门槛值。Ⅰ型尖裂纹的疲劳门槛值比钝裂纹的低，但Ⅰ＋Ⅲ复合型尖裂纹的疲劳门槛值比钝裂纹的高。35CrMo钢疲劳门槛值随回火温度升高出现峰值。Ⅰ型和Ⅰ＋Ⅲ型在400℃回火态最高，Ⅰ＋Ⅱ型在550℃回火态最高。疲劳门槛值既受强度制约也与塑性有关．对应强度升高的速率与塑性变形两个因素配合适宜时出现峰值。     

ROUGHNESS-INDUCED SHEAR RESISTANCE OF MODE Ⅱ CRACK GROWTH

通过混合(Ⅰ/Ⅱ)型疲劳裂纹扩展门槛值和裂纹闭合效应的测试.获得双相钢纯Ⅱ型疲劳门槛值是其纯Ⅰ型的1.9倍:其纯Ⅱ型分枝裂尖正应力强度因子范围为纯Ⅰ型的2.2倍说明由同一粗糙度引入裂纹面的剪切阻力,对Ⅱ型裂纹扩展的阻碍程度将大于此粗糙度诱导裂纹闭合效应,降低裂尖Ⅰ型有效驱动力的贡献,即粗糙度对Ⅱ型裂纹扩展的阻碍比对Ⅰ型的大Ⅱ型分量在近门槛值的疲劳裂纹生长过程中能够起两个重要的作用:(1)增大裂尖塑性以至加速裂纹生长;(2)引入裂纹表面接触以至减小裂纹扩展速率本文通过裂纹闭合效应的测试,定量估算了剪切阻力,Ⅱ型摩擦剪切应力强度因子范围(△K_(Ⅱ.f))要远远大于纯Ⅰ型的闭合应力强度因子范围(△K_(ICl)),说明粗糙度的引入加大了第二种作用,从Ⅱ型裂纹角度出发起到了屏蔽裂尖的功能.     

粗糙度引入的Ⅱ型裂纹扩展的剪切阻力

通过混合(Ⅰ/Ⅱ)型疲劳裂纹扩展门槛值和裂纹闭合效应的测试.获得双相钢纯Ⅱ型疲劳门槛值是其纯Ⅰ型的1.9倍:其纯Ⅱ型分枝裂尖正应力强度因子范围为纯Ⅰ型的2.2倍说明由同一粗糙度引入裂纹面的剪切阻力,对Ⅱ型裂纹扩展的阻碍程度将大于此粗糙度诱导裂纹闭合效应,降低裂尖Ⅰ型有效驱动力的贡献,即粗糙度对Ⅱ型裂纹扩展的阻碍比对Ⅰ型的大Ⅱ型分量在近门槛值的疲劳裂纹生长过程中能够起两个重要的作用:(1)增大裂尖塑性以至加速裂纹生长;(2)引入裂纹表面接触以至减小裂纹扩展速率本文通过裂纹闭合效应的测试,定量估算了剪切阻力,Ⅱ型摩擦剪切应力强度因子范围(△K_(Ⅱ.f))要远远大于纯Ⅰ型的闭合应力强度因子范围(△K_(ICl)),说明粗糙度的引入加大了第二种作用,从Ⅱ型裂纹角度出发起到了屏蔽裂尖的功能.     

不锈钢在扭转/拉伸复合载荷下的低周疲劳裂纹扩展

研究了从SUS316NG不锈钢圆捧试样的环状预裂纹开始的低周疲劳裂纹扩展行为，分析了扭转／拉伸复合加载时不同载荷比对弹塑性疲劳裂纹扩展的影响．用J积分的指数方程表达了简单加载及复合加载的裂纹扩展速率．对于同样的J积分范围值，Ⅰ型载荷下的裂纹扩展速率最高，而Ⅲ型载荷下的速率最低．裂纹断口在高应力水平下为宏观平坦，在复合加载条件下的疲劳断口上观察到了疲劳条痕，同Ⅰ型加载条件下的相同，疲劳条痕间距与裂纹扩展速率二者数值相等．     

热处理加热制度与40Cr钢近门槛区疲劳过载效应

研究了近门槛区单周过载对40Cr钢热处理组织I型疲劳门槛的影响。实验表明：四种组织过载后疲劳门槛均会提高，其幅度随过载比的加大和材料屈服强度的降低而增加；过载效应是裂尖钝化、裂尖附近残余压应力和裂尖尾部塑性诱导闭合等共同作用的结果。控轧控冷组织与正火组织、锻热淬火组织与调质组织分别对比，各自具有相近的疲劳裂纹过载效应。     

不同疲劳载荷下工业纯钛再结晶热处理对疲劳裂纹扩展行为影响

本文开展热处理后工业纯钛TA2不同载荷水平下疲劳裂纹扩展实验,考虑裂尖塑性变形程度,研究疲劳裂纹扩展规律以及热处理状态对疲劳裂纹扩展不同阶段的适应性。结果表明,不同疲劳载荷下热处理对疲劳扩展速率产生不同的影响。A类加载热处理后的疲劳裂纹扩展速率下降是由于近门槛区有效载荷的降低,以及近门槛值的提高。B类加载下热处理对有效载荷以及裂尖塑性变形几乎没有什么影响。C类与D类加载下热处理后裂尖塑性变形受到限制,而导致疲劳裂纹扩展速率下降。     

循环载荷下裂尖形变规律的实验研究

应用散斑干涉技术，在常幅载荷下对疲劳裂纹扩展过程中的一个循环周期内，不同加载阶段的裂尖应变、裂纹张开位移进行了原位测量，给出了裂纹闭合对裂纹张开位移及裂尖形变的影响规律。结果表明：由于裂纹闭合和残余压应力的存在，疲劳裂尖应变与外加载荷的平方并不成正比，在加载初期，裂纹处于闭合状态，裂尖应变无明显变化，随着载荷的增加，裂纹逐渐由远离裂尖处张开并向裂尖发展，一旦裂纹完全张开，裂尖应变迅速增加，对裂尖应力-应变状态的分析表明，裂尖材料的应力-应变关系类似于光滑试样低周拉压疲劳应力-应变滞后关系。     

循环载荷下裂尖形变规律的实验研究

应用散斑干涉技术，在常幅载荷下对疲劳裂纹扩展过程中的一个循环周期内，不同加载阶段的裂尖应变，裂纹张开位移进行了原位测量，给出了裂纹张开位移及裂展变的影响规律。结果表明：由于裂纹闭合和残余应力的存在，疲劳裂尖应变与外加载荷的平方并不成正比。在加载初期，裂纹处于闭合状态，裂尖应变无明显变化，随着载荷的增加，裂纹逐渐由远离裂尖处张开并向裂尖发展。一旦裂纹安全张开，裂尖应变迅速增加，对裂尖应力－应变状态的     

疲劳裂纹扩展的非比例过载效应SCIEI

本工作研究了比例(Ⅰ型)过载及非比例(复合型)过载对常幅Ⅰ型疲劳裂纹扩展的影响。结果表明:Ⅰ型过载所引起的裂纹滞后扩展效应远较复合型为强。因此,在估算疲劳寿命时将零、构件实际承受的过载(大都为非比例过载)简单地当作比例过载处理,可能会过高地估计寿命,带来不安全因素。文章从Ⅰ型及复合型过载所引起的裂纹钝化、裂端塑性区的形状、尺寸及裂纹闭合等方面讨论了它们对裂纹扩展滞后效应的影响。     

不锈钢在扭转/拉伸复合载荷下近门槛值的疲劳裂纹扩展行为

研究了带环状预裂纹的奥氏体不锈钢圆棒试样在循环扭转／拉伸复合载荷下,门槛值附近的疲劳裂纹扩展行为,分析了复合加载时不同载荷比对裂纹扩展的影响,对裂纹扩展的初始阶段进行了详细研究,用应力强度因子表征了裂纹扩展开始的门槛值．提出了椭圆方程表达的疲劳裂纹扩展开始的门槛值模型,该方程可在裂纹尖端位移准则的基础上导出．疲劳裂纹扩展停止的门槛值条件也可用椭圆方程表达．     

EFFECT OF NON-PROPORTIONAL OVERLOADING ON FATIGUE CRACK GROWTH

The effect of proportional and non-proportional overloading on mode l fatigue crack growthhave been studied,and the influences of crack tip plastic zone,crack tip blunting as well ascrack closure were discussed.Proportional(model I)overloading may cause more seriouscrack growth retardation than non-proportional(mixed mode)overloading.Therefore,forestimating the fatigue life of engineering structures to simplify a real overload which may of-ten be non-proportional as a proportional one is not always safe.     

EFFECT OF THE MODE OF OVERLOAD ON THE BEHAVIOUR OF FATIGUE CRACK PROPAGATION

研究了不同方式超载,包括拉伸、压缩、拉伸-压缩和压缩-拉伸超载,对LY12铝合金疲劳裂纹扩展过程的影响。通过对不同超载前后裂纹尖端显微形貌及其附近塑性区尺寸与应变分布变化的研究和断口分析,指出:不同方式超载对裂纹扩展过程产生迥然不同的影响;拉伸超载引起的裂纹扩展速率递减延缓过程,是以闭合应力和残余压缩应力为主的多因素复合作用在裂纹尖端及其附近区域的结果。提出了拉伸超载对疲劳裂纹扩展过程影响的一般机制。     

300M钢腐蚀疲劳裂纹萌生的超载特性

本文对３００Ｍ钢在空气与３．５％ＮａＣｌ溶液中疲劳裂纹萌生的周期超载和单次超载特性进行了试验研究与理论分析。试验结果表明，３．５％ＮａＣｌ溶液中，单次超载所致腐蚀疲劳裂纹迟滞萌生的迟滞强度远小于周期超载的对应值。３．５％ＮａＣｌ溶液与空气中，超载迟滞强度均随超载比增大或等效应力幅水平的提高而增大，在腐蚀疲劳裂纹萌生寿命估算中，只考虑单次超载的迟滞规律，会得出大大保守的寿命估计，只有将单次超载和周期     

Prediction of fatigue crack propagation life in notched members under variable amplitude loading

One of the interesting phenomenon in the study of fatigue crack propagation under variable amplitude load cycling is the crack growth retardation that normally occurs due to the application of a periodic overload. Fatigue crack growth rate under simple variable amplitude loading sequence incorporating period overloads is studied using single edge notched specimens of AISI304 stainless steel. Load interaction effects due to single and multiple overload have been addressed. Substantial retardation of fatigue crack growth rate is observed due to the introduction of periodic tensile overloads. Estimates of fatigue life have been obtained employing Wheeler model (using Paris and modified Paris equations) and Elber’s model. Analytical predictions are compared with experimental results. Results of these analytical fatigue life predictions show good agreement with the experimental fatigue life data. Fatigue crack propagation rates also have been evaluated from the fractographic study of fatigue striations seen on the fracture surface. Good agreement was found between the experimentally observed crack growth rates and the fatigue crack growth rates determined by the fractographic studies.     

稀土Ce对Al-Cu4.5%合金热疲劳性能的影响

在接近材料实际工况的实验条件下,以铝铜合金(Cu4.5%)为研究对象,用自约束型热疲劳实验机对铈加入量不同的合金,进行了热疲劳实验以及热疲劳裂纹萌生及扩展规律的研究。结果表明:在裂纹萌生阶段,不加铈的铝铜合金的裂纹萌生速度明显大于加铈的合金;在裂纹扩展阶段,不加铈的铝铜合金裂纹扩展速度仍是最快。加入0.5?的合金在裂纹形成后期扩展速度明显加快,这是因为合金中出现针状富稀土相,这种针状相割裂了基体,使得合金力学性能降低、热疲劳抗力下降。加入0.3?的合金不论在裂纹萌生阶段还是裂纹扩展阶段,其热疲劳抗力都优于其它成分的合金。     

TC17钛合金疲劳裂纹扩展速率

研究了显微组织形态对TC17钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响,并结合裂纹扩展路径进行了分析。结果表明,对于TC17合金,在裂纹扩展的第I阶段和第III阶段,等轴组织随着固溶温度的升高,扩展速率加快,显微组织对中速区的裂纹扩展速率影响不大;对两种片层组织结构的裂纹扩展速率分析结果表明,仅固溶态的组织在裂纹扩展的整个阶段具有较低的裂纹扩展速率,并且起裂区对应较高的应力强度因子,裂纹在固溶态组织中的扩展路径较固溶时效态的曲折。     

Effect of preloading on corrosion fatigue of 70/30 brass

The effects of a single tensile overload and precycling load in air on subsequent corrosion fatigue cracking in 70/30 brass exposed to 1 M sodium nitrite solution were studied. A single tensile overload caused a decrease in subsequent corrosion fatigue crack propagation rate. Precycling load also showed retardation effects, depending on the load conditions for precycling and corrosion fatigue. A transsition from a higher mean stress for precycling to a lower mean stress for corrosion fatigue decreased corrosion fatigue crack growth rate, while an opposite transition did not appreciably change the corrosion fatigue crack propagations. The responses of bulk mechanical properties to a presingle overload and precycling load in air were measured, showing hardening which may probably be responsible for the observed retardation.     

A6N01-T5合金FSW和MIG焊接头疲劳裂纹扩展行为的对比

研究了6N01-T5铝合金搅拌摩擦焊(FSW)和氩弧焊(MIG)接头不同部位的疲劳裂纹扩展性能, 并对疲劳断口和接头组织进行了分析. 结果表明,对于FSW和MIG焊接头, 其裂纹扩展速率从高到低的部位依次为焊缝(核)区、热影响区和母材. 裂纹在FSW和MIG焊接头相同区域的扩展速率无明显差别, 然而裂纹在FSW接头细晶组织中开始扩展所需的门槛值ΔK要比对应的MIG焊接头高, 总体上其裂纹在FSW焊核区的抗疲劳裂纹扩展性能要优于对应的MIG焊缝区. 裂纹在FSW和MIG焊接头焊核(缝)区扩展的疲劳断口表现为脆性断裂, 而在热影响区则以规则和光滑的疲劳条纹形式扩展.