温度对振动载荷下互连微焊点寿命的影响

设计了温度-定频振动两场耦合可靠性试验,应用两参数weibull统计分析和物理失效分析方法,分析了温度（25,100℃）对振动载荷下微焊点寿命的影响.结果表明,温度由25℃升高到100℃,振动载荷下的微焊点寿命显著提高,U₁位置处焊点寿命提高了106%,U₂位置处焊点寿命提高了180%;失效模式统计分析表明,随着温度的升高,焊点由界面裂纹（裂纹产生在界面处的金属间化合物与铜焊盘之间）转变为体钎料裂纹（裂纹产生在体钎料处）,失效机制由脆性断裂转变为韧性断裂,失效机制的转变与焊点寿命密切相关.     

点焊后TRIP600钢板的疲劳性能

对最佳点焊工艺下强度为600 MPa的TRIP钢接头进行疲劳试验,获得了钢板点焊后接头的S-N曲线,结合硬度分布和疲劳断口形貌结果,分析了点焊后TRIP600钢板的疲劳寿命大幅降低的原因。结果表明,点焊后TRIP600钢板的疲劳极限为75 MPa,仅为母材的15.6%。焊后钢板疲劳裂纹源均产生在熔核周边未焊合的高温热影响区,高温淬火马氏体区与超级贝氏体最高温度回火最低硬度区的交界部位。该区强度最低,极易发生塑性变形,并引起应力集中。此处的淬火马氏体组织粗大,脆性较大,延塑性很低,且存在较大的残余拉应力,以及轴向拉应力和幅向应力的复合应力,使裂纹极易萌生并扩展。     

变幅载荷作用下点焊焊接接头的疲劳损伤

对拉剪点焊试样进行了多级变幅疲劳加载,载荷块分别为低-高、高-低和低-高-低形式,测量了疲劳破坏过程中的固有频率.基于疲劳寿命试验结果和固有频率随疲劳寿命的变化,分析了点焊结构疲劳损伤累积的特点和加载次序对疲劳寿命的影响.结果表明,载荷块形状,即加载次序对疲劳寿命的影响并不明显,使用线性疲劳累积损伤理论预测的疲劳寿命接近实际疲劳寿命.依据固有频率的变化,可以监测疲劳寿命过程中出现的损伤,并确定损伤的程度.按照损伤力学中损伤随寿命的演化规律,可进行疲劳寿命预测,寿命预测结果与试验疲劳寿命吻合较好.     

热-物理与力学参量对混合钢U肋加劲板残余应力分布影响

建立三维热弹塑性有限元模型,使用随温度变化的材料热-物理与热-力学参量,对混合钢U肋加劲板的焊接温度场和应力场进行了模拟.应用经试验验证的焊接残余应力数值模拟方法,研究了热导率、比热容、密度、弹性模量、泊松比、线膨胀系数共6个热-物理与力学参量对混合钢U肋加劲板焊接残余应力的影响.结果表明,热导率和泊松比对混合钢U肋加劲板焊接残余应力分布影响很小;弹性模量和热膨胀系数对母板残余拉应力和残余压应力以及U肋腹板残余压应力大小影响最大,次之为比热容、密度.因此,对于残余压应力比较敏感的受压混合钢U肋加劲板,在焊接残余应力数值模拟中弹性模量和热膨胀系数的取值正确与否将对计算结果产生较大影响.     

Effect of details of vertical stiffener on fatigue behavior of welding plate beams

The design of the vertical stiffener details is important in the anti-fa-tigue design of the welded steel plate beams.There still exist different opinionson the selection of the design parameters and the effect of the shear stress.Inthe present study,the effects of the welding process(semi-automatic welding,manual welding)and the connecting location of vertical stiffener(welded to theweb or to the flange)on the fatigue behaviour in the regions subjected to thepure bending and subjected to the bending and shearing are investigated by test-ing the simulation beams of large scale.The analysis of the fatigue test resultsshows that the normal bending stress is the governing factor to the fatiguestrength.     

海洋柔性立管用钢的疲劳断裂行为

采用GPS100高频疲劳试验机研究了海洋柔性立管用钢在温轧工艺下的疲劳断裂行为。结果表明,海洋柔性立管用钢疲劳寿命随加载应力幅的升高而不断下降;疲劳裂纹产生于试样表面,裂纹源区可见变形带及河流花样,裂纹扩展区存在大量二次裂纹,瞬断区疲劳裂纹呈韧性断裂特征。在疲劳裂纹扩展过程中,裂纹的扩展能力因大角度晶界的铁素体和高强度贝氏体的相互作用而受到限制,同时在晶界处形成的二次裂纹同样可减缓扩展速率,达到提高疲劳寿命的效果。     

大型宽厚板轧机万向节疲劳失效分析

某宽厚板轧机主传动系统的万向节发生多次断裂事故。本文对万向节失效进行分析、主传动系统动力学仿真、万向节有限元模拟以及疲劳强度计算,计算结果表明：疲劳强度安全系数偏低,仅为1．03,是万向节疲劳失效的主要原因。     

铸造A356铝合金的低周疲劳行为

研究不同加钛方式和钛含量对铸造A356铝合金常温低周疲劳行为的影响,分析合金疲劳断口的形貌特征.结果表明:4种A356合金均表现出明显的循环硬化行为,但Ti含量(质量分数)为0.14%的合金比Ti含量为0.10%的合金具有更高的循环硬化率.在低应变时,加钛方式对合金的循环硬化影响相近;而在高应变时,电解加钛A356合金...     

厚板铝合金FSW和MIG焊接接头疲劳性能

对厚度10 mm的6082-T6铝合金搅拌摩擦焊(FSW)和MIG焊接接头的疲劳强度进行了试验研究,并与6082-T6母材疲劳性能进行了对比分析.结果表明,6082-T6母材的疲劳S-N曲线最高、MIG焊接接头S-N曲线度最低,而FSW接头的疲劳S-N曲线近似位于两者之间;在高应力区FSW疲劳强度低于MIG焊接接头、而在低应力区高于MIG焊接接头.大部分FSW试样疲劳裂纹启始于焊缝根部的"弱连接"缺陷,采用机械加工去掉1.4 mm厚度焊缝根部材料后,FSW疲劳强度明显提高并接近母材数据.厚板6082-T6铝合金FSW焊缝根部质量控制是影响疲劳性能的关键因素.     

Fatigue characteristics of patch plate joints by fillet welding assisted with bonding

A series of fatigue experiments and elastic analysis were carried out for investigating fatigue characteristics of patch plate joints assembled by fillet welding assisted with bonding. In the case that fatigue cracks occurred at the weld toe by the four-point bending fatigue experiment, the fatigue life of joints assembled by welding and bonding (WB) specimens were almost the same as those by only welding (W) specimens. The elastic analysis simulating the four-point bending loaded situation on W and WB specimens was performed for elucidating its reason. The stress concentration at the weld toe was even high in the WB specimens. Therefore, the fatigue life of WB specimens was not longer than that of W specimens. On the other hand, the stress around the weld root of WB specimen was around 30% of that of W specimen. The possibility of stress reduction effect by bonding was indicated around the weld root rather than around the weld toe. In order to verify this possibility, the four-point bending fatigue experiment was performed by setting the specimens so that the tensile stress was applied on the weld root. It was confirmed that the fatigue cracks occurred from the weld root in both W and WB specimens. The fatigue life defined in this study of WB specimens was from 4 to 8 times longer than that of W specimens when the applied nominal stress range was under 175 MPa. The fatigue life defined in this study of WB specimens was from 2 to 3 times longer than that of W specimens when the applied nominal stress range was over 200 MPa. The results indicated the fatigue life improvement of patch plate joints by fillet welding assisted with bonding when the fatigue cracks occurred at the weld root.     

微型激光高效疲劳试验装置的改进

微型激光高效疲劳试验装置是在小试样高频弯曲疲劳试验装置的基础上改进的。针对原有试验装置频率较低、振幅较小、试样振动位移采集不精确的问题,确定最佳扬声器口径和模拟分析试样圆孔边缘的应力大小,采用调音台配备纯后级功放作为动力系统替代原有试验机的动力源。改进后的试验装置的激振频率从260 Hz提高到500 Hz,振幅在激振频率为500 Hz的情况下可实现0～5 mm调节;运用24位高精度USB数据采集卡,能更精确地采集试样振动位移,试样振动位移可精确到0. 000 01 mm;利用有限元分析试样缺口与边缘处应力关系,试样缺口处的应力是边缘的1. 65倍;连续重复试验确定扬声器的最佳口径为165 mm。结果表明:使用改进后的疲劳试验机,极大地缩短了微小、脆性材料零部件弯曲疲劳的检测时间。     

超声振动辅助E40钢水下湿法焊接组织与性能

文中针对常规水下湿法焊接过程中焊缝力学性能低的问题,设计了超声振动辅助水下湿法焊接的方法. 通过超声辐射端将超声振动能量施加在电弧前方的待焊区域,进而通过工件将超声能量传递到熔池中,对比研究了超声振动对焊缝成形、微观组织及力学性能的影响. 结果表明,超声振动能够减小焊缝截面不对称,增加焊缝深宽比,使熔池发生强烈的搅拌作用,具有细化晶粒的作用,并降低熔合区处柱状结晶的倾向. 与常规水下湿法焊接相比,超声振动辅助水下湿法焊接抗拉强度明显提高,达到母材的92.4%;焊缝区显微硬度升高,热影响区硬度值变化较小.     

基于信息熵的铝合金焊接接头疲劳寿命分析方法

建立了基于信息熵的铝合金焊接接头疲劳数据分析模型,通过对比分析各决策属性的信息分熵,研究了应力集中、板厚与载荷类型等因素对焊接结构疲劳破坏的定量贡献. 结果表明,三种应力类型疲劳数据分布的信息总熵分别为0.997 7,0.910 0和0.817 9,基于权重信息熵的降低的总趋势与S-N曲线标准偏差越来越小的情况存在一致性. 对于基于结构应力的疲劳数据分布,膜应力集中系数(SCFm)基于权重的信息分熵为0.675 4,对于结构应力疲劳数据分布起主要作用;对于等效结构应力,应力比的基于权重的信息分熵为0.622 3,说明应力比对于等效结构应力疲劳数据分布起重要作用.     

基于变精度粗糙集的铝合金焊接接头疲劳寿命预测

采用变精度粗糙集方法对铝合金焊接接头疲劳寿命预测进行建模,采用基于联合熵的离散化算法和属性约简算法对信息进行处理,获取能预测铝合金焊接接头疲劳寿命的动态模型,并对该方法的主要步骤和关键问题做了阐述.基于试验室获取的小批量试验数据对该模型进行试验分析,结果表明,该模型既具有一定的噪声容忍度又具有较高的正确度和覆盖度.该方法拓展了粗糙集理论的应用领域,并为铝合金焊接接头疲劳寿命的预测提供了一种新方法,具有较大的应用潜力.     

基于超声振动注射的手机导光板注射成型

针对手机导光板注射成型产生的各种缺陷,提出在注射成型过程中的注射、保压、冷却3个阶段对模具型芯施加超声振动,以避免塑件成型缺陷的产生。试验证明,用该方法成型的手机导光板质量好、成品率高,光学性能好,能够满足设计要求。     

Fatigue life of multilayer hard-faced specimens

Specimens and the method for experimental evaluation of the fatigue life of multilayer hard-faced metal subjected to cyclic mechanical loading are described. The tests were carried out by three-point bending with cyclic non-zero loading in the centre of the specimen, which reproduces, with certain assumptions, the force loading characteristics of rolling rolls, the rolls of continuous casting installations and other tools and equipment for deformation of metals and alloys which are subjected in service to the simultaneous effect of cyclic mechanical and thermal loads. The proposed method is then used to investigate the durability of the specimens of 40Kh steel, hard faced with PP-Np-25Kh5FMS flux-cored wire with and without a ductile sublayer. The sublayer was deposited using Sv-08A solid wire or the PP-Np-25Kh5MF flux-cored wire. The experimental results show that the deposition of the ductile sublayer with Sv-08A and PP-Np-25Kh5MF wires increases the fatigue life of the deposited specimens 1.3 and 1.6 times, respectively. PP-Np-123Kh1MF wire, which produces a deposited metal with higher mechanical properties in comparison with the Sv-08A wire, results in a higher fatigue life of multilayer hard-faced specimens.     

5A06铝合金中厚板的拉深变形行为

由于弯曲效应,中厚板拉深时厚度方向存在明显应力梯度,使其与薄板拉深变形有所不同。通过有限元数值模拟,研究中厚板拉深变形过程中不同阶段板材厚度方向的径向应力分布规律,揭示凹模圆角大小对中厚板拉深变形径向应力的影响规律。对厚度4.5 mm的5A06铝合金板材进行不同凹模圆角条件下内径为450 mm筒形件拉深实验研究。结果表明:中厚板拉深过程中最大径向应力位于直壁区与凹模圆角过渡处;且随凹模圆角的增大,最大径向应力值逐渐减小;破裂缺陷发生在凹模圆角与直壁区过渡处,且随凹模圆角增大,破裂延缓发生,极限拉深行程显著提高,凹模相对圆角为12时的极限深度比相对圆角4.5时的提高了83%。     

泡沫铝合金动态弹塑性本构关系的研究(英文)

提出一个多参数的非线性弹塑性唯象本构模型,该模型能够全面地描述泡沫铝合金的典型三阶段变形特征,即线弹性阶段、应力平台阶段和密实化阶段。考虑到密度(相对密度)是泡沫铝这类多孔材料性能表征的最重要参数,在对泡沫铝合金进行各种应变率下的单向压缩实验基础上,确定模型中的参数与相对密度的函数表达式,从而,该模型能系统地描述相对密度、应变率效应对其动态力学行为的影响。模型预测结果和实验结果的对比验证了该模型的可靠性。研究结果可为吸能缓冲及防护结构的优化设计提供技术参考。     

超长寿命区间16Mn钢焊接接头疲劳性能

使用自行研制的TJU-HJ-Ⅰ型超声疲劳试验系统装置进行了16 Mn钢母材和焊接接头试件的超声疲劳性能试验,以探索其在超长疲劳寿命区间的疲劳行为.结果表明,无论母材还是焊接接头,其S-N曲线都是一条连续下降的曲线;在106～107循环周次范围内焊接接头不存在传统概念上的疲劳极限,载荷循环周次超过107甚至109以后,试件依然发生疲劳断裂.在超长寿命区间,焊接接头疲劳强度远低于母材的疲劳强度.使用现有疲劳极限数据去设计工作在超长寿命区间的焊接结构件是很危险的.