基于多裂纹扩展随机模型估算疲劳寿命的方法研究

随机变量多裂纹随机模型可以很好地体现多裂纹结构件的破坏寿命及破坏模式,具有很大的分散性,但是该随机模型难以直接用数值方法求解.文中给出了一种处理整个裂纹扩展过程的递推求解区间内裂纹扩展长度的方法,同时提出了更为合理的变间隔分段处理方法来解决计算精度和计算量间的矛盾.基于该方法,文中对共线孔有限宽薄板受远场均匀栽荷作用的试样进行了计算分析.由结果可以看出,所提方法能很好地解决随机变量多裂纹随机模型在估算结构件疲劳寿命时所带来的困难,对求解长寿命、大规模多裂纹结构件疲劳寿命问题有很大的帮助.     

可锻铸铁的疲劳裂纹扩展研究

用线弹性断裂力学原理和方法研究可锻铸铁的疲劳裂纹扩展问题 ,不同基体的可锻铸铁作为研究对象 ,运用数理统计的原理和方法 ,对其疲劳裂纹扩展进行线性回归处理 ,发现其回归方程是有效的、合理的 ;试验还表明可锻铸铁的疲劳裂纹扩展速率da/dN随基体中珠光体的增加而增加 .     

铝合金中的腐蚀疲劳裂纹扩展

提出一个新的腐蚀疲劳裂纹扩展公式，并利用铝合金的实验结果对其进行了验证。     

Ⅱ型加载条件下疲劳裂纹扩展试验研究

对４种金属材料在Ⅱ型加载条件下的疲劳裂纹措施行为进行的试验研究表明：在Ⅱ型加载条件下，裂纹可能仍沿Ⅱ型方向继续扩展，亦可能发生支转变成Ｉ型甚至Ｉ＋Ⅱ型扩展，主要取决于材料本身的性质和它们的微观结构以及应力水平。当裂纹仍沿Ⅱ型方向扩展时，其扩展速率比相当应力水平的Ｉ型裂纹扩展速率要大得多。     

航空铝合金弹塑性短疲劳裂纹扩展表征分析

铝合金短裂纹扩展行为与长裂纹扩展行为差别很大,而在铝合金结构中短裂纹阶段占据构件疲劳寿命的90%以上。通过对线弹性裂纹扩展模型进行修正,得到了改进后的弹塑性短裂纹模型,并利用LY12CZ铝合金材料进行验证性实验。结果表明:改进后的模型能够统一表征弹塑性短裂纹和线弹性长裂纹的扩展行为。这拓展了裂纹扩展行为的预测范围,对于铝合金构件的寿命预测和损伤容限评估具有重要的参考价值。     

疲劳裂纹随机扩展规律分析方法

针对较少试验试样（小子样）应用随机模拟方法，对焊接接头热影响区疲劳裂纹随机扩展规律进行随机模拟，并与试验值回归结果进行对比分析，结果表明即使在试验试样数较少的情况下，仍能得到较佳效果，同时对Ｐａｉｒｓ公式中参数ｃ和ｎ的相关性进行了分析。     

疲劳裂纹扩展理论及其在混凝土疲劳性能研究中的应用

指出了研究疲劳裂纹扩展阶段对于工程材料疲劳性能研究所具有的重要性。对工程材料疲劳裂纹扩展理论的发展进行了回顾,并且对该理论在混凝土材料中的应用及研究现状进行了介绍;对传统Ｐａｒｉｓ公式和Ｆｏｒｍａｎ公式在高密度钢纤维混凝土等复合材料中应用所面临的问题进行了探讨,提出按照分形理论,以表面裂纹的分维值Ｄ来建立材料断裂准则。     

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.     

冰弯曲破坏的弹塑性近场动力学模型

为提高粒子方法模拟冰力学性能的准确性,尤其是模拟冰在破坏过程表现出的塑性变形特性,建立了基于无网格粒子法近场动力学理论的冰弯曲破坏弹塑性本构模型。以积分形式表示的近场动力学是一种新兴的非局部理论,它可以应用于无外设准则的破坏过程预报研究,即使在不连续的物体中,仍对变形体有效。首先,依据Von-Mise屈服面准则,建立了基于塑性应变增量与塑性应力增量变化的冰弹塑性本构模型。然后,分析了该模型的边界条件施加方法和冰的失效判断准则。接着,介绍了本构模型在FORTRAN环境下的数值计算方法。最后,利用常规状态型近场动力学方法模拟冰的四点弯曲破坏过程,预报了时间历程的压力曲线。通过冰的四点弯曲过程数值模拟结果与实验结果的比对分析表明,数值模型预报的冰破坏过程、裂纹扩展模式以及压力曲线和试验结果有较高的一致性。由此本文建立的数值模型能够应用于冰的弹塑性弯曲破坏过程预报。该本构模型为模拟船舶在水平冰中航行时的实际破冰过程提高了基本数值策略。     

As-extruded AZ31B magnesium alloy fatigue crack propagation behavior

The fatigue crack propagation rate of as-extruded AZ31B magnesium alloy was studied. Compact tension [C(T)] of the notch direction parallel (T-L), vertical (L-T), and inclined at 45o to the extrusion direction was investigated. The experimental results indicate that the crack propagation direction is parallel to the extrusion direction for T-L and L-T specimens, whereas the specimen inclined at 45o has an angular deflection of 9° to 11° toward the extrusion direction. The T-L specimen has the fastest fatigue crack propagation rate, and the L-T specimen has the slowest rate, the fatigue crack propagation rate of the specimen inclined at 45o is between the two directions. The crack tip propagates by both transgranular and intergranular fractures. Fatigue fractures consist of cleavage plane or quasi-cleavage and are brittle fractures. The fatigue striation occurs for specimens inclined at 45o and its size is 3-15 μm.     

汽包与管道抗疲劳断裂可靠性分析方法

针对火电厂中汽包与管道在运行过程中发生疲劳断裂失效这一类问题 ,提出一种概率疲劳断裂失效分析的新方法 ,它以汽包与管道类压力容器结构的初始疲劳质量状态为基础 ,考虑了汽包或管道在疲劳条件下材质损伤衰变、萌生裂纹及其扩展时的随机性 ,建立起以裂纹长度为准则的汽包与管道发生疲劳断裂失效时的功能函数 ,同时还给出了JC法和一次二阶矩法计算的汽包或管道在不同循环次数下的疲劳裂纹超过数概率     

Corrosion fatigue behavior of fastening hole structure and virtual crack propagation tests

The fatigue crack propagation behavior of the LY12CZ aluminum alloy fastener involving a central hole in air or in 3.5wt% NaC1 solution was investigated. The experimental results indicated that the corrosion fatigue crack growth rate decreased with the increasing loading frequency, and in a corrosive environment, the crack growth rate was slightly larger than that in air.Based on the experimental results, the virtual corrosion fatigue crack propagation tests were investigated and the stochastic process method and the AFGROW simulation method were presented. The normal process and lognormal process were considered for the stochastic process method based on the numerically fitted Paris equation. The distribution of crack size and the corresponding prob-abilistic model of crack length distribution for a given number of cycles can be found by integrating the stochastic process over time.Using the AFGROW software, the virtual simulation was carried out to analyze the corrosion fatigue crack growth behavior and the predicted crack growth curve was in good agreement with the experimental results.     

晶须增强铝合金中短裂纹的疲劳扩展速率

应用微观力学方法研究晶须增强铝合金中短裂纹的扩展速率,为预报短裂纹寿命提供依据。通过晶须增强铝合金中疲劳短裂纹扩展过程的分析,利用裂纹扩展的能量释放率给出短裂纹的疲劳扩展速率方程,数值计算结果与实验结果相吻合,裂纹扩展速率具有波浪式向前发展的特点。     

Ce的加入对变形铝合金组织与疲劳性能的影响

应用疲劳试验研究了Ｃｅ的加入对铝合金疲劳性能的影响,在加载和观察同时进行的情况下,翔实地记载了裂纹萌徨、扩展、失稳的全过程,应用损伤力学的观点分析了试验结果,在所定义的损伤定量的基础上,通过显微硬度试验,印证了损伤的演变规律,结果表明,Ｃｅ的加入细化了铝合金的晶粒强化晶界,增强了宏观韧性,裂纹扩展减缓,疲劳寿命增加１倍以上。     

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.