脆性材料中倾斜裂纹的断裂评价

以硼玻璃作为典型的脆性材料,实验研究了含倾斜直通裂纹的薄片试样平面受拉时的复合型断裂特性。证明了对于脆性材料的平面应力问题,Ⅱ型应力强度因子对断裂的作用不可忽略,并揭示了平行于裂纹的拉应力对裂纹有闭合作用。这种闭合作用与Ⅱ型裂纹驱动力在一定程度上相互抵消,从而导致一种已被广泛接受的假象：即脆性材料在复合型应力下仅Ⅰ型应力强度因子控制断裂。同时研究也表明,常规的等效裂纹方法评价ＫⅠＣ仅在裂纹斜角小于１５°时近似可用。     

检测疲劳裂纹的新方法

目前，对微观疲劳裂纹的观察主要采用光学显微镜和电子显微镜，光学显微镜可观察到长度为10Pm的裂纹，、经过复型，用电子显微镜可看到长度为IPm的裂纹。然而，这些方法只能在试样上进行，木适用于实际工程结构。近来，国外研究成功一种凝胶电极成象技术，专门用来检测铝合金的     

脆性材料的亚临界裂纹扩展和双向应力影响的数值模拟

脆性材料的破坏通常是瞬态快速断裂,亚临界慢裂纹扩展特别是宏观慢扩展,很难在实验中观察.它一定程度上制约了玻璃陶瓷等材料的失效过程分析和阻力特性研究.本研究利用MFPA2D(Material Failure Process Analysis)软件成功地模拟了玻璃类脆性材料在平面应力状态下承受单向、双向应力时的亚临界裂纹扩展全过程,着重研究了脆性材料的慢裂纹扩展和扩展速度所受双向应力的影响,并讨论这种影响的机理和作用.通过声发射特性的数值模拟得到脆性材料在单向及双向应力状态下的亚临界裂纹扩展长度-荷载步曲线.结果表明,平行于裂纹面的拉应力对裂纹扩展有一定程度的阻碍作用,而平行于裂纹的压应力对裂纹有驱动效果.该数值实验结果与相关的实验结果取得了较好的一致,表明数值实验的可靠性,从而为脆性材料的可靠性和寿命评价提供理论基础和手段.     

探究预制疲劳裂纹载荷对DH36药芯焊丝CO_2气保焊接头CTOD值的影响

依据BS7448标准对DH36药芯焊丝气保焊接头进行了裂纹尖端张开位移(crack tip opening displacement,CTOD)试验,通过对接头进行组织、断口分析,同时对预制疲劳裂纹过程进行有限元模拟分析,研究不同预制疲劳裂纹最大载荷对CTOD值的影响.结果表明,预制疲劳裂纹最大载荷对CTOD试验结果影响很大.当预制疲劳裂纹最大载荷远小于BS7448标准规定的最大值时,试验过程易出现突跃,即pop-in现象,从而得到较小的CTOD值;反之,当预制疲劳裂纹最大载荷接近或超过BS7448标准规定的最大值时,pop-in现象减弱、延迟或者消失,得到较大的CTOD值.故而为了保证试验结果的可靠性,标准中应对预制疲劳裂纹载荷敏感的接头更严格的规定其最大值.     

疲劳短裂纹扩展中的混沌现象

在低周疲劳的短裂纹扩展中 ,利用非线性动力学理论 ,分析 Hobson的短裂纹扩展公式 [1 ] ,发现在一定条件下会出现分岔、混沌现象。计算机模拟试验显示 ,在混沌区域内 ,即使初始裂纹尺寸相差很小 ,在经过若干次的应力循环后 ,两者之间会相差很大。如果假设裂纹是以单裂纹穿晶形式扩展 ,发现参数在许多取值区间会发生分岔、混沌现象。由此可知 ,短裂纹扩展的分岔和混沌 ,是导致疲劳试验结果分散性大的原因之一。     

核电结构材料腐蚀疲劳裂纹扩展行为研究现状与进展

综述了核电结构材料腐蚀疲劳裂纹扩展的研究现状及环境、力学、材料等因素的影响规律,讨论了高温高压水环境中考虑环境效应的疲劳裂纹扩展模型,提出了当前核电结构材料高温高压水腐蚀疲劳裂纹扩展机制及模型研究面临的主要问题及未来可能的研究方向。     

H13钢基自润滑模具材料热疲劳裂纹萌发机理

采用粉末冶金法制备以H13钢为基体,Cr2C3为硬质相及CaF2为固体润滑剂的高温自润滑热锻模具材料.分别观察H13钢、H13-Cr2C3和H13-Cr2C3-CaF2共3种烧结试样表面产生的裂纹及其生长情况,对比分析复合材料的热疲劳性能.通过20～600℃冷热循环100和200次实验发现:在交变热应力的作用下,裂纹优...     

45钢疲劳短裂纹的形成和扩展

本文对４５钢光滑试样疲劳短裂的纹的形成和扩展进行了试验，利用复型技术和光学显微镜观测了裂纹尺寸演化全过程，发现疲劳短裂纹形成寿命小于失效寿命的１０％，根据裂纹的扩展速度将短裂纹形成分成微观短裂纹和物理短裂纹两个阶段，给出了区分两种短裂纹的裂纹特征尺寸值和两种短裂纹的扩展速度公式。     

疲劳裂纹尖端的位错结构

在双相钢物理短裂纹门槛区，观察到稳定的位错胞和墙结构；长裂纹门槛区，在铁素体／马氏体相界堆垛位错密度大，有形成位错胞的趋势．长裂纹扩展第二阶段，铁素体晶粒内具有单向滑移线（Ｒ＝０，－１）和正交网状（Ｒ＝－１）的位错结构，长裂纹扩展第三阶段，位错稀少，但单滑移、双交滑移位错线明显拉长，说明裂纹尖端位错组态是应变历史的产物．疲劳裂纹扩展门槛区形成的位错胞和墙是一亚稳态结构，与门槛循环应力应变处于动态平衡，也是一微观结构参数．     

寻找疲劳裂纹源头的分析步骤

在探出工件裂纹后，必须根据现场情况及一些裂纹图片、结合疲劳分析的常识，在不拆卸（解剖）或少拆卸（解剖）的情况下，尽快找出裂纹源头，清除隐患。通过三个途径：①从断口或有开口裂纹的位置找。②从结构图上找。③参考机械设计人员及使用者的意见找出了裂纹源头并给出了一些照片，避免了事故的恶化和发生。     

热模钢的脆性与热疲劳测定

本文阐述了热模钢的脆性与热疲劳测定方法,比较了常规热处理试样与渗猛处理试样的脆性行为和热疲劳特性。经金相观察、硬度测定、扫描电镜的电子探针和能谱分析、X射线衍射分析及声发射、热疲劳等试验,结果表明:渗锰试样的脆性低于常规处理试样,其耐热疲劳性则高于常规热处理试样。     

Ti／Al2O3梯度功能材料热疲劳裂纹扩展机理

对Ti／Al2O3梯度功能材料进行了物相分析，研究了在热应力作用下的热疲劳裂纹产生的根源及其扩展方式和形态。结果表明：该体系主要有Ti，Al2O3，还有少量的TiAl，Ti3Al，AlNb2组成。Ti/Al2O3界面处生成的Ti3Al相以及Ti3Al周围的气孔是热疲劳裂纹的主要萌生和扩展地；随着成分的变化，裂纹的扩展由沿晶开裂转变为穿晶断裂，裂纹扩展的路线并不是直线，在各梯度层间发生了裂纹的偏转。     

除氧器筒体疲劳裂纹的补焊

对电厂辅机除氧器焊接接头疲劳裂纹的产生原因进行分析探讨，采取圆板镶补的工艺方案及相应措施，焊后效果良好     

辊套材料冷热疲劳性能研究

本文研究了辊套材料3B_1,3B_2,3B_3的冷热疲劳特性,阐述了加热温度以及合金元素对冷热疲劳寿命的影响。试验结果表明,加热温度在500℃～550℃,这种辊套材料疲劳寿命最高,辊套材料中含有一定量的钨可以使裂纹扩展速率减慢,延长冷热疲劳寿命。     

7449合金高周疲劳及裂纹萌生行为

研究7449-T7951合金的高周疲劳及裂纹萌生行为。在室温下,采用光滑及缺口试样进行疲劳寿命测试,应力比(R)分别为0.5和1.0。采用金相显微镜、扫描电镜及透射电镜对该合金的微观组织及疲劳试样断口进行分析,以揭示其疲劳裂纹萌生机理与合金微观组织之间的关系。结果表明:7449-T7951合金具有优异的疲劳性能;应力比为0.5和1.0时,光滑试样的疲劳寿命极限(σN)分别为349和134 MPa,而缺口试样的σN(缺口系数Kt=3.0)分别为138和70 MPa。其裂纹萌生行为受合金中粗大第二相、析出相、晶界和位错(滑移带)的共同影响。     

腐蚀疲劳裂纹扩展的断裂模型

将修正的疲劳裂纹扩展静态断裂模型和裂尖腐蚀溶解相结合,提出了腐蚀疲劳裂纹扩展(CFCP)的腐蚀-钝化-断裂模型.根据该模型和断裂力学原理,导出了CFCP速率的定量表达式,它揭示了CFCP速率与力学条件,裂尖表面腐蚀率、加载频率、假设的裂尖材料元临界断裂应力之间的定量关系,并能说明氢脆对CFCP率的影响规律。实验结果表明,应用所提出的模型可很好地描述铝合金在35％NaCI中CFCP的一般规律。     

脆性材料断裂韧性测试及表现断裂韧性的估算

用２种测试技术测试了脆性材料的断裂韧韧性,一种是利用楔入法在悬臂梁试件预裂出自然裂纹;另一种是用研磨法在三点弯曲试件上作出微米级的尖缺口裂纹。分别测试了３种材料的断裂韧性,并用提出的模型分别评估了多晶和非晶脆性材料的断裂韧性。     

疲劳裂纹扩展行为的研究现状及钛合金的疲劳裂纹扩展特征

疲劳裂纹扩展行为是现代材料研究中重要的内容之一。论述了组织结构、环境温度、腐蚀条件以及载荷应力比、频率变化对材料疲劳裂纹扩展行为的影响。总结出疲劳裂纹扩展研究的常用方法和理论模型,并讨论了"塑性钝化模型"和"裂纹闭合效应"与实际观察结果存在的矛盾。最后,对钛合金疲劳裂纹扩展研究的内容和研究结果进行了概述。     

利用电位法监测疲劳裂纹的可行性研究

鉴于常规裂纹检测技术的不足,提出应用电位法对结构疲劳裂纹进行监测的方法。介绍了电位法检测裂纹的基本原理,通过基于铝箔纸的模拟试验研究,对应用电位法监测结构疲劳裂纹的可行性进行了论证。试验得到一组可反映监测电压值与裂纹的出现位置、长度及扩展关系的曲线,从而证明了应用电位法监测结构疲劳裂纹的可行性。