腐蚀疲劳裂纺扩展过程中裂尖阳极溶解的贡献

对7475－T761铝合金材料在3．5％NaCl水溶液中的变形与腐蚀电流关系进行了试验测试,结合裂尖局部应力应变的分析结果,对等幅循环载荷作用下,7475－T761铝合金－3．5％NaCl溶液体系腐蚀疲劳裂纹扩展过程中裂尖阳极溶解的贡献进行了计算分析。     

论弹塑性状态下裂纹扩展的控制参数

Hutchinson和Partis[1],Shih等[2]曾将J-积分作为控制参数应用于弹塑性状态下的裂纹扩展过程。de Koning等[3,5]推荐裂纹端张开角CTOA。最近,Brust等[6,7]提出一路径无关的T积分。显然,确定哪些参数真正是基本的控制参数是重要的。虽然大多数科学工作者现在偏爱J-积分,但本文给出的实验和数值结果却表明,J-积分不是基本的,而T和/或CTOA却是弹塑性状态下裂纹扩展的基本控制参数。但是T和CTOA未考虑试样的厚度。作者推荐一新的参数g,它包含了试样的厚度效应。对弹塑性断裂,该参数可能是最有希望的。     

裂纹扩展问题有限元模拟

应用弹性增量理论，按Ｍｉｓｅｓ条件进行了Ａ３０４不锈钢试样平面应力裂纹稳定扩展的有限元模拟研究。初步计算结果显示了与实验数据良好的一致性，同时也表明随裂纹扩展量增大，Ｊ积分的路径依赖性明显增强。     

表面裂纹弹塑性分析的线弹簧模型法

利用平面应变单边裂纹板在纯拉伸和纯弯曲加载下的弹塑性有限元结果，构造了其在拉伸和和弯曲组合加载下的余能表式，在此基础上，导出了Ｒａｍｂｅｒｇ－Ｏｓｇｏｏｄ材料本构关系的线弹簧弹塑性刚度矩阵和Ｊ积分表式。将其与经塑性修正的Ｒｅｉｓｓｎｅｒ板线弹性解耦合，建立了三维表面裂纹弹塑性分析的线弹簧模型基本方程。     

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。     

疲劳裂纹形成与扩展分界点研究

以缺口件为研究对象，根据弹塑性理论着重介绍了确定缺口试样疲劳裂纹形成与扩展分界点的新方法，经实验验证，与实测值吻合良好。     

压力容器低周疲劳裂纹扩展率的工程计算方法

针对工程上常见的破坏性极大的压力容器的疲劳问题,提出了一个适合于压力容器的弹塑性疲劳裂纹扩展率计算公式。该公式采用弹塑性分离的形式,主要适用于Paris区和高速扩展区的一部分。通过公式的验证,说明该公式的合理性,并给出了便于应用的工程计算方法。     

表面裂纹弹塑性断裂参数的估算和测试

本文提出了一种计算模型,用以估算带半椭圆表面裂纹幂硬化板材的弹塑性断裂参数。用该模型估算的表面裂纹最深点的应力强度因子K值与New-man-Raju 公式计算的K值吻合良好、弹塑性J积分值与Nikishkov-Atluri的三维有限元结果基本相符。用表面裂纹LD10CZ板材测定的表面裂纹嘴张开位移δ_m和J积分值与计算模型估算的δ_m和J值的误差不超过10%。在σ/σ_0> 0.5时,J与a_m有线性关系。     

扩展裂纹的动态COD

利用文献「１」给出的扩展裂纹与路径地匀的Ｊ积分,该积分适用于以任意可变速率扩展的裂纹动力学问题,并推导了Ｊ积分与动态ＣＯＤ及动应力强度因子Ｋ（ｔ）之间的关系,利用Ｊ积分有可能建立适用于裂纹扩展全过程,起裂、失稳扩展及止裂阶段的断裂准则。     

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.     

随机载荷谱下裂纹扩展统计特性研究

针对随机载荷谱下裂纹扩展的随机性和分散性,本文在确定性断裂力学基础上,应用概率断裂力学(PFN)方法研究随机载荷谱下裂纹扩展的分散性.考虑随机载荷谱下裂纹扩展分析特点,发展描述裂纹随机扩展统计特性的模型.通过与大子样试验结果对比,表明该模型可较好地反映裂纹扩展的统计特性.只要相应参量的分布特性已知,该模型亦可较方便地应用于工程实际.     

压应力对铝合金长短疲劳裂纹尖端应力影响有限元分析

应用弹塑性有限元方法,研究压应力对铝合金长短疲劳裂纹尖端应力场、塑性区的影响.分别建立两个具有长短中心穿透裂纹高强铝合金板的有限元模型,进行拉压加载模拟分析.结果表明,压应力对铝合金长短疲劳裂纹尖端应力有显著影响,相同的应力强度因子条件下,在一拉-压加载周期,当拉应力减小到零时裂纹尖端应力不为零,裂纹尖端应力对裂尖的挤...     

关于浅裂纹COD值的实验研究及其意义

本文根据笔者在澳大利亚和国内所做的几组不同钢材COD实验的结果,讨论了浅裂纹COD值明显增大的问题.实验结果表明,当a/W<0.19时,δ_i值比标准深裂纹增加了一倍左右,文章对其意义进行了讨论.     

双理想弹塑性材料静止界面裂纹尖端场的构造

对于面两侧为具有不同屈服强度的理想弹塑性材料，本文给出在平面应变条件下静止界面裂纹尖端应力场的构造。讨论了同一介质内部以及界面两侧的连续条件。在一定条件下，给出应力单参数渐近场解。应力的分布依赖于材料常数Ｅ１，Ｅ２以及材料参数ｍ（ｍ＝Ｋ１／Ｋ２，为屈服强度比）①．关键词：     

基于磁特性参数的细观尺度下物理短裂纹扩展表征

细观尺度下,物理短裂纹扩展阶段占整个疲劳寿命的比例通常很高,扩展速率相对于长裂纹更快,对材料已经构成潜在危险。传统的无损检测技术不能有效地检测物理短裂纹等早期隐性损伤,因此,引入能够检测早期隐性损伤和应力异常集中的金属磁记忆技术对物理短裂纹扩展进行表征探索。针对细观尺度下物理短裂纹扩展特异性带来的参数表征难题,在细观实验基础上研究基于磁特性参数的物理短裂纹扩展表征规律与表征模型。以Q235钢三点弯曲试件为试验材料,采用TSC–5M–32金属磁记忆检测仪并配合LWD–1000长距离显微镜,原位观测并记录裂纹扩展演化过程及磁特性参数,获得在细观尺度下磁特性参数对物理短裂纹扩展的表征规律。结果表明：当长度为0～100 μm时,短裂纹相互竞争,其扩展速率不断增加并出现峰值,磁场强度法向分量Hp(y)由–26.875 A/m变成7.250 A/m,出现极性跳变;切向分量Hp(x)由–17.24 A/m变成–68.78 A/m,绝对值大幅增加。当长度为100 μm时,短裂纹汇聚形成主裂纹,裂纹扩展速率放缓,Hp(x)和Hp(y)剧烈跳变,合成ΔHp出现峰值。当长度为100～1000 μm时,主裂纹扩展速率再次变大且不断增加,Hp(y)与Hp(x)再次出现极性跳变与绝对值大幅增加,合成ΔHp呈上升趋势。进一步地,在实验数据基础上,基于磁特性参数分别建立细观尺度下短裂纹扩展速率、剩余寿命的表征模型,验证结果表明,模型中短裂纹扩展速率、剩余寿命的最大相对误差分别为6%、4%,为工程实际中早期隐性损伤的表征与评价提供了思路。     

玻璃表面应力腐蚀小裂纹生长与聚合

本文研究了水介质中玻璃表面单个小裂纹的生长与多个小裂纹的聚合规律,首次对共面三裂纹聚合及非共面双裂纹演变特征进行了探索。结果表明,小裂纹扩展规律明显不同于长裂纹的扩展;裂纹间的交互作用显著地影响其生长规律;非共面双裂纹的聚合取决于裂纹的几何形状及取向。     

疲劳裂纹扩展的非平衡统计模型

为了研究金属中微观结构对疲劳短裂纹扩展性能的影响 ,在宏观与微观相结合的疲劳断裂非平衡统计理论中 ,考虑了材料微观结构因素 ,从而能够合理地解释有关疲劳短裂纹及长裂纹的实验结果 .建立的非平衡统计理论模型把位错机理同裂纹扩展联系起来进行模拟 ,得到了包括疲劳短裂纹及长裂纹的整个金属疲劳寿命内的普适裂纹扩展速率公式 ,并和他人的理论结果进行了比较 .     

航空齿轮接触疲劳裂纹萌生寿命预测方法的研究

利用安定理论和有限元法，分析轮齿在循环接触载荷作用下接触表面层的应力应变特征，即弹性安定和塑性安定，并针对此特征，探讨轮齿接触疲劳裂纹萌生寿命的预测方法。研究表明：Dang Van准则和Coffin-Manson关系可以分别作为弹性安定和塑性安定特征下的疲劳寿命预测模型。