一种可切削玻璃陶瓷压痕裂纹在残余应力驱动下的非平衡扩展特性

本文将Ｇｕｐｔａ等人提出的用压痕实验来测定脆性材料应力腐蚀指数ｎ的方法［１］进行了改进，使其可以直接测定压痕径向裂纹在压痕塑性区残余应力驱动下非平衡扩展的Ｖ－Ｋ１关系曲线，并用这一方法对一种可切削玻璃陶瓷及其原始玻璃，分别在水及空气介质中的应力腐蚀指数ｎ及Ｖ－Ｋ１曲线进行了测定，结果表明，水显著提高裂纹扩展速率，使Ｖ－Ｋ１曲线左移，ｎ值下降，而结晶化则起相反作用．     

一种可切削玻璃陶瓷的压痕断裂特性

将断裂韧性测试的压痕方法与压痕弯曲方法相结合，独立地分离出了压痕残余应力因子ｘ，使其成为可测参量，并建立了压痕一压痕弯曲的断裂韧性测试方法．将这种方法应用于一种可切削玻璃陶瓷的测试，获得的Ｋ１ｃ值为Ｋ１ｃ＝２．０３ＭＰａ·ｍ１／２，与单边切口法（ＳＥＮＢ）获得的Ｋ１ｃ值有较好的一致性．测得的残余应力因子Ｘ＝０．０９３，符合Ａｎｓｔｉｓ经验公式的预测．     

残余应力与胶粘剂对ARALL层板疲劳裂纹扩展特性的影响

研究了粘剂性质、含量及残余应力状态对纤维－铝合金胶接层板（ＡＲＡＬＬ）疲劳裂纹扩展特性的影响，分析了裂纹扩展过程中的分层状态的变化，结果表明，ＡＲＡＬＬ层板内富胶层的剪切形变和伴随裂纹扩展的分层区越大，即这两方面耗散能量越多，则疲劳裂纺扩展速率越低；胶粘剂含量的影响不明显，给层板施加预应力极大降低了层板的疲劳裂纹扩展速率，其本质在于裂尖在同样的疲劳载荷下实际所受到的有效应力降低。     

Q355钢板对接接头裂纹扩展所致焊接残余应力重分布研究

目的 定量研究裂纹扩展导致的焊接残余应力重分布效应,得到残余应力随裂纹扩展的变化规律。方法 首先采用盲孔法测试了Q355钢板对接接头的初始残余应力;其次利用线切割技术模拟了平行以及垂直于焊缝的裂纹扩展情况,并测试了裂纹扩展导致的残余应力变化量;最后根据测试数据提出了残余应力释放量Δσ与裂纹长度a之间的函数关系式,进一步得到了基于裂纹扩展的应力重分布计算公式。结果 Q355钢板对接焊的焊缝区纵向(沿焊缝方向)存在较大的残余拉应力,拉应力峰值出现在焊趾处,为屈服强度的1.13倍。焊缝区横向存在梯度较大、拉压交替变化的残余应力,压应力峰值出现在焊趾处,大小为52.6 MPa,拉应力峰值出现在距焊缝中心线17 mm处,大小为63.5 MPa。裂纹扩展能显著释放残余拉应力:裂纹沿焊缝中心扩展,横向残余拉应力峰值降低了45.8%;裂纹沿垂直于焊缝方向扩展,焊趾处的拉应力峰值降低了63.3%。结论 裂纹扩展会显著影响焊接构件的残余应力分布,根据实测数据提出的裂纹扩展应力重分布计算公式能够较好地反映残余应力重分布情况。     

陶瓷基复合材料（SiCw／Y—TZP）在循环压应力下的疲劳裂纹扩展

研究了碳化硅晶须（ＳｉＣｗ）增强，Ｙ２Ｏ３稳定的ＺｒＯ２四方多晶体（Ｙ－ＴＺＰ）复合材料（ＳｉＣｗ／Ｙ－ＴＺＰ）在循环压应力作用下的疲劳特性，单边缺口弯曲试样在纵向循环压应力作用下缺口根部产生垂直于压应力的Ｉ型裂纹，类似于金属材料，在室温下循环应力导致Ｉ型裂纹的稳定扩展。压应力在缺口根部产生的不可逆损伤区在循环卸载过程中形成较大的残余拉伸应力场，使裂纹萌生并长大，同时，裂纹面产生的碎粒及晶须拔出导     

几种生物陶瓷材料的裂纹扩展特性

采用破坏力学中的双扭矩实验法，研究了玻璃陶瓷、云母陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷材料分别在大气、水环境中的静负荷和循环负荷下的裂纹扩展特征，阐明了水环境和循环负荷对材料裂纹扩展特性（KI－V特征）的影响。所研究的材料在水环境下的裂纹扩展速度均加快，但玻璃陶瓷和氧化锆陶瓷材料更为明显。在静负荷下这几种材料的裂纹扩展阻力由小到大的次序为：玻璃陶瓷（N－0），玻璃陶瓷（N－11），云母陶瓷，氧化锆陶瓷和氧化铝陶瓷，对于氧化铝和氧化锆陶瓷材料在循环负荷下的裂纹扩展速度均明显加快。     

一种新型云母玻璃陶瓷的切削行为与显微结构

研制的材料在650℃晶化得到40％的云母晶体(其余为玻璃相)时,弯曲强度为150MPa,可在高速车削条件下形成连续的带状切屑,第一次在普通车削条件下使脆性的玻璃陶瓷材料表现出延性的材料去除模式.试验结果表明,脆性材料的延性切削模式的实现是由于云母晶体对裂纹走向的引导和玻璃相的强烈的剪切变形能力的共同作用.切削后,可在750℃再次晶化,随晶体体积份数的增加,弯曲强度提高到210MPa.     

Ti5Al4Mo4Cr2Sn2ZrNb钛合金在三种热处理状态下的蠕变裂纹扩展

选用三种不同热处理制度，借助于直流电位法对Ｔｉ５Ａｌ４Ｍｏ４Ｃｒ２Ｓｎ２ＺｒＮｂ钛合金进行抗蠕变裂纹扩展性能的研究。结果表明，二次固溶＋时效处理者最佳，合金抗蠕变裂纹扩展的能力最强，抗蠕变断裂应力强度因子Ｋ也最高，蠕变断裂寿命最长，β处理的合金性能最差，退炎处理者介于两者之间。     

倾斜应力作用下垂直于功能梯度材料夹层的币型裂纹扩展问题

分析了功能梯度材料中币型裂纹扩展问题。该裂纹体受有与裂纹面成任意角度的张应力或压应力,裂纹垂直于无限域中功能梯度材料夹层。假定非均匀介质的功能梯度材料夹层与两个半无限域完全结合,其弹性模量沿厚度方向变化。利用已发表的裂纹应力强度因子数据和线弹性断裂力学的叠加原理,将应力强度因子耦合于最小应变能密度因子断裂判据,讨论了裂纹扩展的临界荷载;并讨论了荷载方向和材料性质对临界荷载的影响。     

基于遗传规划算法的不同应力比下不同厚度7050铝合金疲劳裂纹扩展寿命预测

针对不同厚度7050铝合金试样进行了不同应力比条件下的一系列疲劳裂纹扩展试验,并运用遗传规划算法对疲劳裂纹扩展寿命进行预测。遗传规划算法是模拟自然界中生物的进化策略,通过交换、突变等遗传操作,搜索目标的最优解。建立7050铝合金疲劳裂纹扩展速率的遗传规划模型,并利用试验数据对模型进行测试,后与其他典型疲劳裂纹扩展模型进行比较。研究结果表明:GP模型预测的7050铝合金疲劳裂纹扩展寿命结果与试验值基本吻合,相对误差小于1.5%,且GP模型预测结果的准确性高于Paris模型和Walker模型。     

主动控制裂纹扩展的一种新型复合材料构件的研究

将形状记忆合金—NiTi丝复合于普通材料构件内,杂交成一种新型复合材料构件,使其具有传感元件和作动元件的特殊功能,可以用于对构件内部裂纹的扩展进行主动控制,本文利用光弹技术和云纹干涉技术对上述材料构件进行了试验研究,证明主动控制裂纹扩展的效果是明显的。     

不同热处理的铝合金在应力梯度影响下表面裂纹扩展特性的评价

本文在弹塑性范围中以循环轴向拉压和旋转弯曲负载条件和两种不同热处理的铝合金材料为研究对象,对１型微小裂纹扩展速率统一评价方法进行了研究,虽然在不同材料,不同负载条件下都可以用名义应力　和裂纹长度　评价Ｉ型裂纹扩展特性（　）但其表达式中的系数Ｃ、ｎ随这些试验条件变化而变化。因此,利用材料的循环应力－应变关系（　）,可以用塑性应交代替名义应力统一地评价Ｉ型裂纹扩展特性（　）,而不受负载条件的影响。     

残余应力对涂覆Al2O3涂层的ZrO2陶瓷的强度和裂纹扩展阻力的影响

本研究在ZrO₂基体表面涂覆一薄层Al₂O₃涂层, 利用基体与涂层之间热膨胀系数不匹配, 在Al₂O₃-ZrO₂预应力陶瓷(简称A_CZ_S预应力陶瓷)表层引入压应力。采用维氏压痕法评价残余应力对A_CZ_S预应力陶瓷的表层和基体中裂纹扩展阻力的影响。理论分析结合实验结果表明: 表层的压应力使得A_CZ_S预应力陶瓷的裂纹扩展阻力增大, 最终导致强度和损伤容限提高; 且A_CZ_S预应力陶瓷表层的压应力和裂纹扩展阻力随着基体截面积与涂层截面积比值的增加而增大。当ZrO₂基体表层的Al₂O₃涂层厚度为40 μm时, 表层压应力使A_CZ_S预应力陶瓷的弯曲强度达到(1207±20) MPa, 相比于同种工艺下制备的ZrO₂陶瓷强度提高了32%, 同时也是Al₂O₃强度的3倍。此外, A_CZ_S预应力陶瓷也表现出很好的抗热震性能。