喷丸残余应力对裂纹扩展疲劳寿命的影响

为了研究喷丸表面处理对试样疲劳寿命的影响,基于ABAQUS软件建立含喷丸残余应力场的四点弯曲试样有限元模型和考虑裂纹闭合效应的裂纹扩展疲劳寿命预测模型。基于该模型研究了不同应力比及不同喷丸工艺条件下的受喷与未喷试样的裂纹扩展疲劳寿命。结果表明,正应力比越大越不容易产生裂纹闭合从而寿命越短,不同应力比条件下喷丸试样的疲劳寿命均约为相同条件下未喷丸试样的2.5倍;单独喷丸强化对裂纹扩展疲劳寿命的提高作用高于喷丸成形与强化的联合作用。主要是由于喷丸强化产生的残余压应力在距离表层较近的范围大于成形与强化联合作用所产生的残余压应力,且该残余压应力对裂纹扩展疲劳寿命的提高起主导作用。通过预测结果与文献实验结果的对比,验证了本文所建模型的正确性及有效性。     

激光冲击强化对2Cr13不锈钢腐蚀疲劳性能的影响

通过残余应力测量、腐蚀疲劳试验和疲劳断口形貌观察,研究了不同激光冲击层数对2Cr13不锈钢腐蚀疲劳性能的影响。试验结果表明,LSP会在2Cr13不锈钢表面产生高幅残余压应力,且表面残余压应力值随LSP冲击层数的增加而增加。与未强化试样相比,LSP试样的腐蚀疲劳寿命提升,且随LSP冲击层数的增加而提高;LSP试样的腐蚀疲劳裂纹扩展速率降低,且随LSP冲击层数的增加而降低。经分析,未强化试样疲劳断口形貌比较平坦,二次裂纹较少;LSP试样由于表面产生了较高的残余压应力,有效抑制了腐蚀疲劳裂纹的扩展,最终断口表现出河流花样形貌。     

Mattsson溶液中黄铜腐蚀疲劳裂纹扩展研究

本文用小锥度光滑试样研究Mattsson溶液中黄铜腐蚀疲劳裂纹的扩展。测定了■曲线；比较了频率改变对CF裂纹扩展的影响；并就用多个小锥度试样法，，即MST法（MultipleSmall－angle－cone－specimenTest）研究腐蚀疲劳裂纹扩展的优越性作了讨论。     

高应力水平下表面裂纹疲劳扩展规律的实验研究

多次错误操作或水锤现象等可能引起结构部件承受高应力水平下的疲劳载荷作用。在前人的研究工作中，含表面裂纹板疲劳试验的远场应力水平绝大多数不超过０．６σｙ，。本文通过应力水平为０．８５～０．９５σｙ，的１６ＭｎＲ钢合表面裂纹板的疲劳实验研究，来回答在Ｐａｒｉｓ、Ｃｈｅｌｌ（考虑最大应力的影响）和Ｆｏｒｅｍａｎ（考虑平均应力的影响）等公式中，在这样高的应力水平下究竟哪一个模型更适合描述表面裂纹疲劳扩展速率。实验结果分析表明：对于高韧性材料而言，即使在接近屈服的高应力水平下，Ｐａｒｉｓ公式仍不失为诸多应力疲劳扩展速率描述公式中最有效的。此外，还仔细观察了表面裂纹疲劳扩展的客观几何形貌和微观断裂特征。     

超声加载条件下低合金钢疲劳裂纹扩展寿命

对低合金钢q345狗骨型试样进行了超声疲劳试验,应力比R=-1,研究其在超高周区域内的疲劳寿命特性及破坏机理。试验过程中发现试样疲劳裂纹的扩展会导致试样固有频率的降低,通过有限元模态分析确定了试样断裂瞬间固有频率大小与表面裂纹尺寸的关系,经过对比发现,有限元得到的裂纹半径与断口分析测出的裂纹大小十分吻合。根据实验过程中固有频率的减少情况预测了试样超高周疲劳裂纹扩展寿命的大小,发现其占到疲劳总寿命大小的0.2%～0.5%。     

4Cr_2NiMoV热作模具钢热疲劳裂纹扩展的研究

研究了４Ｃｒ２ＮｉＭｏＶ热作模具钢热疲劳裂纹的扩展特性．试验结果表明４Ｃｒ２ＮｉＭｏＶ钢热疲劳裂纹属沿晶型的，裂纹扩展是主裂纹与裂纹前端显微裂纹不断合并的结果．随着热循环次数的增加，裂纹扩展速率遵循快一慢一快的规律．９１０℃淬火、５８０℃回火的试样与９６０℃淬火、６１０℃、回火的试样相比，９１０℃淬火、５８０℃回火的试样具有较高的热疲劳裂纹扩展的抗力．     

破损舰体结构疲劳裂纹扩展试验研究

针对破损舰船的疲劳寿命问题,采用预制缺口的疲劳试样模拟破损舰体结构,利用液压伺服疲劳试验机对舰用疲劳试样进行了拉伸疲劳试验,研究了平板和加筋板预制缺口疲劳试样在拉伸疲劳载荷作用下的裂纹扩展规律,确定了不同疲劳应力幅值作用下疲劳试样裂纹开裂的临界疲劳次数,得出了裂纹长度、疲劳载荷循环次数和疲劳应力幅值之间的拟合关系式,并与高频疲劳试验进行了比较.试验结果对预报破损舰船在波浪中航行时的裂纹扩展情况有重要参考价值.     

镁合金疲劳行为的研究现状及展望

简要介绍了镁合金在疲劳加载条件下的循环应力响应行为、疲劳裂纹萌生与扩展行为以及疲劳断裂的微观特征，分析了镁合金的显微组织、冶金和表面状态等材料内在因素以及环境、温度等外部因素对镁合金的疲劳强度、疲劳寿命、疲劳裂纹扩展速率的影响规律，指出了机械抛光、喷丸处理、表面滚压等表面机械加工方法以及适当的热处理均可有效地提高镁合金的疲劳强度和疲劳寿命．此外，也对镁合金疲劳行为的未来研究方向和发展趋势进行了展望．     

加氢反应器接管裂纹的疲劳扩展分析

为了预测焊接构件在中温环境下的疲劳裂纹扩展寿命，提出了一组新的疲劳裂纹扩展方程.采用紧
凑拉伸（CT）试样，对2.25Cr1Mo钢在室温和420℃时的疲劳裂纹扩展速率进行了测试研究，通过速率试验
值的回归分析，推导了两种温度下疲劳裂纹扩展速率方程，并利用该方程计算了一台加氢反应器接管焊缝
部位浅长表面裂纹的疲劳扩展量和表面裂纹临界长度，对扩展后的裂纹进行了安全评估.研究结果表明，
420℃时2.25Cr1Mo钢的疲劳裂纹扩展速率高于室温，反应器接管焊缝处的裂纹疲劳扩展不会威胁其使用安
全性，该扩展方程的计算结果具有较好的准确性和可靠度，可用于该钢种的裂纹疲劳扩展预测和安全评估     

曲轴疲劳裂纹扩展速率测量的扫频法

常规的疲劳裂纹尺寸测量方法局限于简单试样，难以应用于曲轴这类结构复杂、裂纹位置较为特殊的试样.为此提出了一种针对曲轴进行裂纹尺寸动态测量的新方法.以谐振式疲劳试验机为平台，根据试验过程中曲轴裂纹扩展后谐振系统共振频率下降这一现象，通过系统扫频试验来动态跟踪裂纹扩展的参照信息.在试样发生断裂后，根据断口形貌对裂纹的形态和尺寸进行实测，辅助以谐振系统的有限元模态分析来反推裂纹尺寸的确切值，实现了裂纹尺寸的动态测量.应用七点递增二次多项式拟合方法对裂纹动态尺寸测量曲线（a N曲线）进行处理，得到了各循环次数对应的扩展速率曲线（da/dN N曲线）.然后应用15节点1/4奇异元对曲轴疲劳裂纹的应力强度因子进行有限元计算，得到了在各裂纹尺寸以及各循环次数下曲轴圆角裂纹的应力强度因子.最后给出了实例，并绘制了疲劳裂纹扩展速率曲线.     

氧化锆增韧陶瓷的室温动态疲劳

用动态疲劳试验法研究了３Ｙ－ＴＺＰ和３Ｙ－ＴＺＰ／Ａｌ２Ｏ３（２０Ｗｔ％）陶瓷在空气中的室温动态疲劳，并讨论了疲劳慢裂纹扩展特性。另外利用动态疲劳数据对两种陶瓷的平均寿命进行了预测，两种陶瓷材料在室温下均存在慢裂纹扩展，主要是由空气中水蒸汽的应力腐蚀所造成的，且裂纹是沿晶界玻璃相扩展的，相变诱发的表面压应力和裂纹尖端的正应主为可提高疲劳抗力。在８００ＭＰａ应力作用下３Ｙ－ＴＺＰ和３Ｙ－ＴＺＰ／Ａｌ     

橡胶球铰疲劳裂纹扩展寿命预测

通过橡胶纯剪试样疲劳裂纹扩展试验,得出了裂纹扩展速率与撕裂能之间的关系;以单位撕裂能范围为损伤参量,建立了复杂应力状态下的橡胶疲劳裂纹扩展寿命预测模型.基于ABAQUS有限元结构分析和橡胶材料等效应力计算方法,得出橡胶球铰在疲劳载荷下的单位撕裂能范围;对橡胶球铰的疲劳裂纹扩展寿命进行分析预测,并通过产品台架疲劳实验进行验证,结果表明橡胶球铰经过200万次疲劳试验后无明显裂纹,没有发现失效破坏,与寿命预测值基本吻合.     

喷丸处理钢表面残余应力对接触疲劳性能影响的研究(英文)

本文阐述了20CrMnTi钢滚形试样经热处理和喷丸强化后,表面形变硬化层和残余应力对接触疲劳性能的影响。在本试验条件下,接触疲劳失效的主要形式为深层剥落和浅层剥落。表面的形变硬化层和残余压力能延缓表面裂纹的萌生,减慢裂纹的扩展速率,从而能显著地增长接触疲劳寿命。本文提出了表面残余应力及其对性能作用的物理模型。     

疲劳裂纹在焊接接头中的扩展及裂纹闭合的研究

焊接接头疲劳裂纹的扩展过程中存在着闭合现象．本文提出了考虑到宏观力学不均匀性时焊接接头的实验及数值分析模型,通过实验及弹塑性有限元法研究了焊接接头疲劳裂纹扩展及闭合现象,分析了裂纹尖端应力分布的变化．结果表明,焊接接头疲劳裂纹的扩展受裂纹闭合的影响,加载过程中裂纹尖端应力过零时对应的外载可作为裂纹张开载荷Pop．同时讨论了力学不均匀性影响疲劳裂纹扩展的本质．     

40Cr2NiMoV热作模具钢热疲劳裂纹扩展的研究

研究了４Ｃｒ２ＮｉＭｏＶ热作模具钢热疲劳裂纹的扩展特性，试验结果表明４Ｃｒ２ＮｉＭｏＶ钢热疲劳裂纹属沿晶裂的，裂纹扩展是主裂纹与裂纹前端显微裂纹不断合并的结果，随着热循环次数的增加，裂纹扩展速率遵循快一慢一快的规律。９１０℃淬火、５８０℃回火的试样与９６０℃淬火，６１０℃、回火的试样相比，９１０℃淬火、５８０℃回火的试样具有较高的热疲劳裂纹扩展的抗力。     

不同应力比下SiCp/Al复合材料疲劳裂纹扩展行为

为了研究应力比对SiC颗粒增强铝基复合材料疲劳性能的影响,采用真空液态搅拌法制备了SiCp/Al复合材料,并对CT试样循环加载测定其裂纹扩展曲线.研究了三种不同应力比下的裂纹扩展行为,结果表明:随着应力比R增大,疲劳裂纹扩展速率da/dN降低.疲劳裂纹的断口形貌塑性断裂越明显,裂纹尖端塑性区增大,裂纹尖端钝化越显著,二次裂纹数量增加.     

热处理对4Cr5MoSiVl钢热疲劳裂纹扩展驱动力的影响

利用自制的高频感应加热、吹风冷却式试验机,对4Cr5MoSiVl钢缺口板状试样进行了Coffin型热疲劳试验。记录了热循环次数、热疲劳裂纹长度、试样中热应力变化之间的关系。分析了热循环过程中试样中应力的变化及热处理的影响。结果表明:热疲劳裂纹扩展驱动力为循环下限温度时的拉应力,驱动力的产生起源于循环上限温度时的压缩塑性应变,主要受钢的组织循环稳定性和钢的高温屈服强度所控制。4Cr5MoSiV1钢淬火后,经较高温度回火,使组织较为稳定时,可以得到较低的热疲劳裂纹扩展驱动力,从而具有较低的裂纹扩展速度。     

应力比和频率对腐蚀疲劳裂纹扩展的影响

采用微机辅助直流电位法，研究了应力比和频率对ＬＹ１２ＣＺ铝合金在３．５％ＮａＣｌ水溶液中腐蚀疲劳裂纹扩展的影响，结果表明，应力比升高，裂纹扩展速度升高，但变化对裂纹扩展速率无显著影响，文中给出了裂纹扩展速率定量表达式。     

高强度钢随机载荷下裂纹扩展模型

工程结构在全寿命周期内大多都承受随机载荷作用,随机载荷中载荷顺序对裂纹扩展有显著影响．用基于裂纹闭合现象的裂纹扩展模型依次模拟恒幅载荷、过载峰及随机载荷作用下的疲劳裂纹扩展．通过裂纹张开应力反映裂纹闭合效应,将Paris公式计算疲劳裂纹扩展,将有效应力强度因子范围代入Paris公式中计算,并用高强度钢程序块载荷下疲劳实验结果与计算结果比较．结果证明,基于裂纹闭合现象的裂纹扩展模型能很好地模拟随机载荷下的疲劳裂纹扩展,理论计算结果与试验结果相吻合,具有工程实用价值．     

压—压循环载荷下的疲劳裂纹扩展

压—压循环载荷下的疲劳裂纹扩展陈瑞峰，李亚智，付祥炯在实际工程构件中，人们发现疲劳裂纹可在压应力区萌生、扩展．美国ＡＳＴＭＥ６４７［１］裂纹扩展标准实验，在定义△Ｋ中把压载部分去掉．而事实上，裂纹可在循环压载下萌生、扩展，目前这个问题还没有引起研究者...