AI-Si-Cu-Mg(-Er)铸造铝合金的低周疲劳行为

对金属型铸造Al-Si-Cu-Mg和Al-Si-Cu-Mg-Er铝合金进行了疲劳试验,并研究了其室温下的低周疲劳行为。试验结果表明:金属型铸造Al-Si-Cu-Mg和Al-Si-Cu-Mg-Er铝合金表现为循环应变硬化和循环稳定,主要取决于外加总应变的高低;稀土元素Er的加入可提高金属型铸造Al-Si-Cu-Mg合金的循环变形抗力和疲劳寿命;金属型铸造Al-Si-Cu-Mg合金的塑性应变、弹性应变与断裂时的载荷反向次数之间呈直线关系,Al-Si-Cu-Mg-Er合金的弹性应变与疲劳断裂时的载荷反向次数之间也呈直线关系,但其塑性应变与疲劳断裂时的载荷反向次数之间则呈双线性关系。     

压气机叶片腐蚀条件下振动疲劳寿命分析

为了探究压气机叶片结构在腐蚀环境下振动疲劳寿命变化规律,依据实际工况特点,研究预腐蚀对叶片结构振动疲劳行为的影响。以试验结果为基础,建立基于腐蚀影响系数曲线（C-T曲线）的振动疲劳寿命关系式。结果表明:构建的腐蚀影响系数曲线能较准确地描述压气机叶片预腐蚀后疲劳寿命的变化规律,具有良好的适用性;采用幂函数式的腐蚀影响系数曲线计算结果精度相对较高,用其对15个当量日历年限下的压气机叶片进行对数疲劳寿命评估预测,其对数疲劳寿命降低约28%。     

A7N01铝合金焊接接头的疲劳特性及寿命预测(英文)

研究A7N01铝合金焊接接头的疲劳特性,提出基于疲劳裂纹萌生寿命的寿命预测模型。母材、热影响区和焊缝三个区域内的疲劳裂纹萌生寿命差异较小。在这三个区域内,疲劳裂纹萌生寿命与疲劳总寿命之比是一个依赖于材料的参数,对于母材、热影响区和焊缝分别为26.32%、40.21%和60.67%。提出的疲劳寿命预测模型与实验结果和Basquin’s模型预测结果吻合良好。利用扫描电子显微镜(SEM)对疲劳断口进行观察,发现焊缝区域的裂纹萌生于焊接过程中产生的光滑表面。热影响区内疲劳裂纹萌生于熔合区气孔。母材中破碎的第二相是引起疲劳裂纹的主要原因。     

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...     

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.     

复合材料单面修补铝合金裂纹板的疲劳破坏特性

利用热压成型工艺、采用预固化的单向碳纤维/环氧复合材料补片对铝合金裂纹板进行了修补，测试了裂纹板胶接修补前后的破坏强度、疲劳寿命及裂纹扩展情况，观察了破坏后的断口形貌，分析了复合材料补片的止裂机理。结果表明，经过单向碳纤维/环氧复合材料补片胶接修补后，其破坏强度和疲劳寿命均有显著的提高，破坏强度提高了34.28%，恢复到完好板的85.83%，疲劳寿命提高2.06倍；裂纹板的临界裂纹长度从17.86 mm增加到28.64 mm，从而延长了裂纹缓慢扩展阶段，延缓了裂纹快速扩展；其断口形貌方式发生生了明显的变化。     

复合材料单面修补铝合金裂纹板的疲劳破坏特性

利用热压成型工艺、采用预固化的单向碳纤维/环氧复合材料补片对铝合金裂纹板进行了修补,测试了裂纹板胶接修补前后的破坏强度、疲劳寿命及裂纹扩展情况,观察了破坏后的断口形貌,分析了复合材料补片的止裂机理.结果表明,经过单向碳纤维/环氧复合材料补片胶接修补后,其破坏强度和疲劳寿命均有显著的提高,破坏强度提高了34.28%,恢复到完好板的85.83%,疲劳寿命提高2.06倍;裂纹板的临界裂纹长度从17.86 mm增加到28.64 mm,从而延长了裂纹缓慢扩展阶段,延缓了裂纹快速扩展;其断口形貌方式发生生了明显的变化.     

两种形状汽车大梁板试样的轴向疲劳行为研究

以500L-Z汽车大梁板为研究对象,对漏斗形试样和等截面试样分别进行应力比(R)为-1和0.1以及高、低两个应力水平的轴向疲劳试验。介绍了采用母体标准差相同的成组对比试验的t检验法和母体标准差不同的成组对比试验的t'检验法,并用切割应力松弛法测试两种形状试样表面的残余应力,分析其产生疲劳性能差异的原因。结果表明:在95%置信度下,当R=-1时,在250和330 MPa应力水平下,漏斗形试样的疲劳寿命分别是等截面试样的2.22～5.76倍和2.01～2.44倍;当R=0.1时,在475和550 MPa应力水平下,漏斗形试样的疲劳寿命分别是等截面试样的2.04～3.14倍和1.80～2.74倍。漏斗形试样的疲劳性能明显优于等截面试样。由试样形状引起的应力集中和表面残余压应力差异是造成两种形状试样疲劳性能差异的主要原因。     

TB6钛合金高速铣削三维表面形貌及疲劳行为(英文)

钛合金高速铣削以高效率、高质量的优点而被广泛应用于航空航天工业。为了优化高速铣削中控制表面粗糙度的工艺参数,通过高速侧面铣削试验及疲劳试验,研究高速铣削参数对三维表面形貌和疲劳寿命的影响。通过疲劳试样断口观测,揭示表面形貌对疲劳裂纹产生的作用机制。研究表明:铣削速度优选范围为100～140m/min,每齿进给量优选范围为0.02～0.06mm/z,可保障表面粗糙度在0.8μm内。基于表面应力集中系数建立的疲劳寿命模型与实验结果的平均误差为6.25%。疲劳裂纹起源于试件已加工表面的相交棱处。     

Zr-4合金拉-扭复合比例加载条件下的低周疲劳特性

研究了Zr-4合金管材在主应变比ε3／ε1=-0.8,-0．7,-0．6,-0．5和等效应变幅0．5％,0．7％,0．8％,0．9％,1．0％,1．1％下的低周多轴疲劳性能。结果表明：在拉-扭比例加载过程中,再结晶状态Zr－4合金表现为初期短暂硬化,随后持续软化的特性。Zr－4合金的循环等效应力-应变曲线位于单调曲线的上方,表现为循环硬化。主应变化对循环硬化曲线没有影响。相同Mises等效应变幅下,应变比越大,疲劳寿命越低。双轴疲劳过程中,Zr－4合金Mises等效应变幅与疲劳寿命之间呈指数关系。     

应力比对WC-Co硬质合金疲劳寿命及裂纹生长行为的影响(英文)

通过两种疲劳试验:旋转弯曲疲劳试验和3-或4-点弯曲疲劳试验测试细晶WC-Co硬质合金的裂纹生长行为和疲劳寿命。疲劳试验结果表明:所测试的大部分WC-Co硬质合金的疲劳寿命取决于裂纹生长周期。利用断裂力学基本方程推导出疲劳裂纹生长速率(da/dN)和最大应力强度因子(Kmax)的关系。根据此关系,获得材料的强度因子阈值(Kth)和疲劳断裂韧性值(Kfc)。基于修正的线性弹性断裂力学方程,对WC-Co硬质合金材料的疲劳寿命进行计算,疲劳寿命的计算结果与实验结果吻合较好。     

轴向加载条件下中碳钢疲劳缺口系数的研究

研究了中碳钢在轴向超低周疲劳载荷下的疲劳缺口系数问题,借助平均应力模型、断裂力学模型、场强法模型并与实验结果进行对比,提出一个新的中碳钢疲劳缺口系数计算公式,即中碳钢在轴向疲劳加载条件下弹塑性疲劳缺口系数的计算公式.该公式与传统的疲劳缺口系数计算公式相比,具有简单、精确的特点,可供疲劳设计时使用.     

热处理对Al-Si-Cu-Mg铸造铝合金低周疲劳行为的影响

为了确定固溶处理及固溶+时效处理对金属型铸造A1-Si-Cu-Mg铝合金低周疲劳行为的影响,在不同外加总应变幅下进行应变控制的室温低周疲劳试验.结果表明:金属型铸造Al-Si-Cu-Mg铝合金可表现为循环应变硬化、循环应变软化和循环稳定;固溶处理及固溶+时效处理可以有效地提高金属型铸造Al-Si-Cu-Mg铝合金的疲劳寿命,且固溶处理对疲劳寿命提高的幅度更大;铸态及固溶态Al-Si-Cu-Mg铝合金的弹性应变幅、塑性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间分别呈直线关系,固溶+时效态Al-Si-Cu-Mg铝合金的弹性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间呈直线关系,但其塑性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间呈双线性关系;不同处理状态的铸造Al-Si-Cu-Mg铝合金的循环应力幅与塑性应变幅之间呈线性关系.     

潮湿环境下T3铝合金的疲劳性能分析

采用升降法和疲劳试验法研究了体育器材用T3铝合金在潮湿环境下的疲劳性能。结果表明,潮湿环境降低了T3铝合金的疲劳寿命和疲劳强度。疲劳试验法和升降法得到的潮湿环境下腐蚀对T3铝合金疲劳强度影响系数非常接近,标准S-N曲线中材料参数S在潮湿环境下保持不变。     

压载荷对LY12M铝合金中疲劳裂纹扩展速率影响的三种工程模型的验证(英文)

基于弹塑性断裂力学的裂纹扩展机理,用弹塑性有限元分析压载荷对LY12M铝合金疲劳裂尖应力场的影响。介绍了可用于负应力比试验数据描述的两种实际应用的工程模型和一种已发表的称作"张模型"的双参数裂纹扩展模型,通过在相应坐标系下描述试验数据,并比较各自拟合线的线性相关度R2。结果验证"张模型"的拟合效果较好,是一种负应力比下预测铝合金疲劳裂纹扩展寿命的较好的工程方法,同时,由于部分参数可用弹塑性有限元计算获得,所以可节省大量新材料研究的经费。     

双轴加载条件下疲劳裂纹扩展的研究

在双轴加载条件下对Ⅰ型疲劳裂纹扩展进行了研究。载荷范围从0.08σ_s到0.71σ_3,包括比例加载和非比例加载。基于对Von Mises理论的讨论,提出一个新的力学参数。双轴加载条件下的弹塑性参数P成功地描述了双轴比例加载和非比例加载下的疲劳裂纹扩展。     

铝合金疲劳性能的研究进展

本文对铝合金疲劳性能的研究进展进行了全面综述,介绍了疲劳裂纹萌生、扩展与失稳阶段各自的机理及对铝合金构件的影响,以及对疲劳裂纹的影响因素和疲劳寿命的估算方法,最后指出今后铝合金疲劳行为的微观机制、提升疲劳性能的方法及疲劳寿命的准确预测等研究方向。     

一个金属材料高周疲劳损伤力学模型(英文)

基于不可逆热力学提出一个新的高周疲劳损伤力学模型,该模型考虑载荷频率对疲劳寿命的影响。模型中的参数H和c对于无频率效应的材料是常数,而对于有频率效应的材料则是与频率有关的函数。同时,讨论了不同应力比时模型的表达形式。利用AlZnMgCu1.5和AMg6N两种材料在不同频率下的疲劳实验数据验证提出的模型。结果表明,该模型能够准确预测材料在不同加载频率和应力比条件下的疲劳寿命。     

2195铝锂合金的温热低周疲劳行为和疲劳寿命预测（英文）

为研究2195铝锂合金在温热条件下(100和200℃)的低周疲劳行为,首先进行应变控制的低周疲劳试验。结果表明,合金的起始和中值寿命滞回环均呈现中心对称特征。在100℃、应变幅值为0.6%条件下的循环应力响应曲线表现出完全循环硬化特征,而其他条件下的循环应力响应曲线均呈先循环硬化、然后循环软化的循环特征。随后,采用多种低周疲劳寿命预测模型对2195铝锂合金疲劳寿命进行评价。结果表明,基于总应变能密度的寿命预测模型具有最佳的预测精度。最后,为揭示2195铝锂合金的疲劳断裂机理,对不同试验条件下合金的疲劳断口进行观察。结果表明,在100℃、应变幅值为0.6%的条件下,合金断面上的疲劳条纹十分明显,但随着试验温度和应变幅值的升高,合金断面上的疲劳条纹逐渐弱化。在温度为200℃、应变幅值为1.0%条件下的疲劳断口呈明显沿晶断裂特征。