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。     

AZ31B镁合金螺纹型缺口试样疲劳性能研究

利用高频疲劳试验机对AZ31B镁合金螺纹型缺口试样疲劳性能进行了试验研究,给出了本实验条件下的S-N曲线,得到循环基数为107的疲劳极限是15.3MPa,并与相同材料光滑试样疲劳性能对比.运用扫描电镜对断口形貌进行了观察,分析了断裂机理.经分析认为:AZ31B挤压镁合金螺纹型缺口试样高周疲劳的断裂过程包括裂纹萌生、裂纹扩展、最终断裂3个阶段,疲劳源主要发生在螺纹根部,为多发性裂纹源;裂纹扩展区微观断口具有典型的解理断口形貌,断裂表现为脆性断裂.     

海洋大气环境下7475铝合金的疲劳寿命及断裂机理

为了研究海洋大气腐蚀条件下7475铝合金疲劳寿命及疲劳断裂机理.对不同表面处理的7475铝合金试样在海南暴晒1年,测定对比试样和经1年暴晒试样的疲劳寿命.对疲劳断口形貌进行扫描电子显微镜观察,分析了海洋大气腐蚀对7475铝合金疲劳寿命的影响程度及疲劳断裂机理.试验结果表明:7475铝合金经海南海洋大气环境暴晒1年后,其疲劳寿命下降了一个数量级,表面涂漆试样寿命高于不涂漆试样的寿命,不涂漆的7475铝合金表面出现明显的点蚀,降低疲劳寿命;7475铝合金经硼硫酸阳极化后涂漆,一定程度上可防止其在海洋大气环境中的腐蚀.     

6A02铝合金腐蚀疲劳断口分析

借助于扫描电镜以及能谱分析技术对预腐蚀6A02铝合金疲劳断口形貌进行了研究,分析了带有腐蚀损伤的6A02合金疲劳断口形貌以及合金中的Si,Mg等元素和腐蚀损伤对断裂过程的影响。结果表明其疲劳断口是以韧性为主的多源性断口;腐蚀损伤在试件表面形成的腐蚀坑使得材料局部弱化,成为新的裂纹萌生源;当合金中的Si,Mg元素含量能够完全形成强化相Mg2Si,而不出现单晶Si过剩相时,材料强度与塑性相匹配,能够提高材料的抗疲劳性能。     

国产锰叉所取试样的多冲疲劳断裂过程的研究

本文报导了从五个炉号的高锰钢失效辙叉中取样进行的小能量多冲试验结果。用电镜、金相法研究了断裂过程及断口形貌。用俄歇谱仪法测定了晶界磷的偏聚。在该试验条件下多冲寿命 N 断约为3×10~4次。裂纹萌生所需周次 N 萌约占N 断的55%。宏观裂纹扩展速率为0.2～0.42μ/每周。疲劳裂纹始于试样缺口端部,逐渐扩展,为明显的穿晶断裂。断口上有明显的疲劳条纹特征。条纹宽度约为0.5～1.7μ。在瞬断区为沿晶断口。冶金缺陷(疏松、缩孔、夹杂物等)和显微组织对裂纹扩展有相当影响。另外,还用铸态未经水韧处理的试样作了对比试验。     

锆-4合金低周疲劳断口三维能量特征研究

为了定量描述锆-4合金低周疲劳断口的疲劳特性,利用小波变换,研究了断口能量在三维空间的变化特征以及试样状态和加载方向对合金疲劳寿命的影响。结果表明在裂纹扩展期,沿裂纹扩展方向上,能量曲线都具有明显的阶段性;断口表面的形貌随裂纹扩展过程变化较大,在裂纹扩展的初始阶段断口形貌最粗糙,而在扩展期后期则比较平坦、光滑;在与裂纹扩展过程垂直的方向上,裂纹的能量远比周边基体能量大,表明锆-4合金疲劳裂纹的形貌明显比周边区域陡峭。进一步研究还发现,相同加载方向,渗氢试样的能量曲线位于无氢试样的上方,说明氢能改善Zr-4     

高速列车用高强铝合金疲劳断口的特征

通过宏观拍照和扫描电镜对A7N01高强铝合金T型焊接接头的疲劳断口进行了研究,揭示了该铝合金疲劳裂纹萌生与扩展的特征.铝合金的疲劳断口可明显划分为疲劳裂纹源区、裂纹稳定扩展区和瞬断区3大区域.疲劳裂纹从T型焊接接头的焊趾处萌生并向接头中心线扩展,疲劳裂纹扩展区可以观察到疲劳破坏的一些典型特征,瞬断区的断口形貌与拉伸断裂相似,形成不平坦的粗糙表面.     

7050铝合金盐雾腐蚀疲劳性能的研究

为了研究7050铝合金盐雾腐蚀后的疲劳性能,以不同表面处理和装配方式对7050铝合金进行了盐雾腐蚀试验,测试其疲劳寿命,采用DFR法和统计学中T检验法和F检验法分析处理所得疲劳寿命数据,利用光学显微镜和扫描电镜手段研究了盐雾腐蚀深度、断口形貌等腐蚀特征.研究结果表明:7050铝合金盐雾腐蚀试样的疲劳寿命显著降低,疲劳裂纹在腐蚀点处萌生;不同表面处理状态的7050铝合金与TC18接触时,不涂胶和不涂漆的腐蚀最为严重;7050铝合金阳极化后涂漆和涂胶是保护材料的有效措施.     

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%。     

预拉伸变形后X60管线钢疲劳裂纹断口形貌分析

用扫描电镜(SEM)分析了X60管线钢在未变形和10%的预拉伸变形后循环载荷下的裂纹断口形貌.结果表明:在高应力比下,静载拉伸力学因素在断裂机制中占主导地位,随着应力比的降低,断口呈现疲劳断裂特征;随着加载频率的降低,MnS夹渣的数量和密度明显增加;疲劳断口呈现出典型的晶间断裂冰糖状形貌,但由于X60管线钢的晶粒细小,并不明显.     

锈蚀栓钉连接件力学性能试验研究

为了解钢-混组合梁的栓钉连接件发生锈蚀后的静力工作性能,进行了4组栓钉试件的推出试验.首先通过人工电化学快速锈蚀方法使试件中的栓钉达到预定锈蚀状况,然后进行静载破坏试验,通过试验结果分析不同锈蚀状况对栓钉连接件力学性能的影响.结果表明:栓钉钉杆尤其是靠近结合面处发生锈蚀时,其极限承载力降低最大达到18％,相同荷载作用下滑移量增加,与极限荷载相对应的滑移量最大减小了12％;栓钉大头端部发生锈蚀时,对推出试件的承载力影响不大,但对栓钉连接件变形性能影响较大.     

Corrosion damage evolution and residual strength of corroded aluminum alloys

The LY12CZ aluminum alloy specimens were corroded under the conditions of different test temperatures and exposure durations. After corrosion exposure, fatigue tests were performed. Scanning electron microscopy and optical microscope analyses on corrosion damage were carried out. The definition of surface corrosion damage ratio was provided to describe the extent of surface corrosion damage. On the basis of the measured data sets of the corrosion damage ratio, the probabilistic model of corrosion damage evolution was built. The corrosion damage decreased the fatigue life by a factor of about 1.25 to 2.38 and the prediction method of residual strength of the corroded structure was presented.     

锈蚀对钢材低周疲劳性能的影响分析

以我国钢桥结构中使用较多的Q345钢材为例,对人工加速锈蚀试样进行2种应变幅下的低周疲劳试验研究.应用精细的有限元模型分析,基于微观断裂判据--循环空穴扩张模型（CVGM）,对锈蚀钢材的低周疲劳断裂机理进行分析,讨论蚀坑对钢材低周疲劳（LDF）寿命的影响机理,并验证方法的有效性.结果表明,质量损失率约为6%的锈蚀Q345钢材试样的低周疲劳寿命比无锈蚀钢材减少约30%;完好试样与锈蚀试样的稳定滞回环形状几乎相同,锈蚀对钢材承载能力影响较小;在1%应变幅作用下,试样破坏现象为脆性的低周疲劳破坏,而在2.5%应变幅作用的循环荷载下,试样发生延性的超低周疲劳破坏.锈蚀引起钢材超低周疲劳寿命下降程度与蚀坑位置的应变集中有关,随着应变集中程度的增加,疲劳寿命的下降增大.     

氮氢气循环压缩机活塞杆疲劳断裂的力学分析

往复活塞式压缩机的活塞杆受力复杂 ,断裂事故发生率高。主要断裂形式为疲劳断裂 ,其它断裂类型较少。通过对某事故活塞杆进行力学分析和具体的力学计算可知 ,在活塞杆的危险截面上 ,若存在加工缺陷或原始裂纹 ,在工作循环载荷作用下 ,会提前发生疲劳断裂     

锈蚀冷弯薄壁型钢板材力学性能退化规律

为了研究锈蚀对冷弯薄壁型钢和热轧钢材料力学性能的不同影响,通过对工业环境下服役多年的冷弯薄壁C型钢进行拉伸试验,借助3Dscan手持式激光扫描仪得到腐蚀钢板表面形貌,探讨了锈蚀程度对其材料力学性能的影响.将试验结果与锈蚀热轧钢进行对比分析,比较了锈蚀对两种钢材表面形貌、断口形式、应力-应变曲线、力学性能指标的不同影响....     

预应力芳纶纤维布加固腐蚀混凝土梁疲劳性能

对带永久锚具的预应力芳纶纤维(AFRP)布加固锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能进行了试验与研究.通过疲劳试验,探讨了预应力水平和钢筋锈蚀程度(中度6%、重度12%)对加固梁疲劳破坏机制、疲劳寿命、挠度和应变发展等疲劳特性的影响.试验结果表明:预应力AFRP布与非预应力AFRP布加固梁的疲劳破坏机制相同,都为钢筋的疲劳断裂;预应力AFRP布加固锈蚀钢筋混凝土梁的抗疲劳特性明显优于非预应力AFRP布加固梁,且AFRP布预应力水平越高,加固梁的疲劳寿命越高;锈蚀率越高,梁的疲劳寿命越低,重度锈蚀梁的疲劳性能的降低幅度比中度锈蚀梁更明显;钢筋锈蚀率的增加会导致钢筋的等效疲劳切口系数增大,从而导致锈蚀梁疲劳寿命的显著降低.     

薄壁衬层再生复合管材层间界面力学行为分析

为研究薄壁衬层再生复合管材层间界面力学行为,对带腐蚀缺陷管钢与薄壁不锈钢衬层所组成的复合管材进行切向与法向拉伸破坏试验,基于试验结果,建立了带腐蚀缺陷管钢修复后的有限元分析模型.试验试件在切向力作用下的试验结果表明,随着带腐蚀缺陷管钢腐蚀程度的增加,粘结层与基层管钢剥离所占的比例逐渐减小,界面极限强度逐渐增大,界面黏聚...     

钢筋混凝土结构开裂时刻的钢筋锈胀力模型

用快速锈蚀实验的方法研究了混凝土试件在出现顺筋裂缝时刻的钢筋锈蚀率与钢筋直径、混凝土等级与保护层厚度之间的定量关系,并通过有限元分析计算得到了锈胀裂缝扩展到保护层表面时的钢胀力,提出了混凝土保护层胀裂时刻的钢筋锈胀力的力学模型,这将对钢筋混凝土结构的耐久性分析与设计是大有裨益的。     

锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能

对8根模拟锈蚀钢筋混凝土梁进行了高周疲劳试验,研究和探讨了模拟锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能。结果表明,交变荷载作用下试件的斜裂纹出现并迅速发展成主裂缝;模拟锈蚀钢筋混凝土梁多在端部发生剪切疲劳破坏;试件的挠度发展、裂缝分布与破坏形态密切相关;随循环次数增加,锈蚀主筋的最大、最小应力不断增长,应力幅值基本不变;混凝土的最大、最小压应变快速增长,应变幅值平稳增长;试件的疲劳寿命具有较大的离散型;同等条件下,锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳寿命往往比锈蚀钢筋的轴向拉伸疲劳寿命长。     

酸雨腐蚀对混凝土材料断裂特性的影响

为研究酸雨腐蚀环境下混凝土断裂性能的劣化情况而进行混凝土的实验室加速腐蚀实验,并通过三点弯曲试验及电测法获得了不同腐蚀程度混凝土的起裂荷载、最大荷载以及试件的弹性模量和断裂韧度的劣化情况,同时借助电镜扫描获取腐蚀混凝土裂尖的劣化样貌。在模拟酸雨环境下,混凝土裂纹尖端的腐蚀深度随着侵蚀时间的持续而逐渐增长,裂纹尖端混凝土将发生结构性的损伤,混凝土材料松弛并产生微裂隙,这将直接影响混凝土裂尖的抗裂能力。与水中浸泡试件相比,腐蚀试件的抗裂能力发生显著的退化;在不同pH值的模拟酸雨环境中,试件的起裂荷载与最大荷载都随着腐蚀时间的增加而呈现先增长而后降低的趋势;随着腐蚀程度的增加,起裂荷载则会加速劣化。混凝土断裂韧度随腐蚀时间先增大后减小;溶液pH值越低,断裂韧度的增长周期越短,最终的损失也越大。H⁺和SO₄^2-使裂尖混凝土发生复杂的物理化学变化,直接弱化混凝土的抗裂能力。混凝土断裂韧度劣化率随裂尖腐蚀深度呈现出抛物线式的发展态势。