电阻法检测金属构件损伤及预测疲劳寿命

基于非线性连续疲劳损伤理论,考虑应力幅带来的非线性累积效应,以电阻值定义金属构件损伤参量,提出基于电阻变化的金属高周疲劳损伤累积模型及疲劳载荷应力幅对损伤参量的影响函数,给出通过测量电阻来检测金属构件疲劳损伤状态的方法及预测高周疲劳剩余寿命的理论公式,并通过45号钢高周疲劳试验进行验证。     

直流脉冲电流对铝合金的损伤修复和电阻评估

用拉伸试验对4043和2024T4铝合金造成损伤和冷加工硬化,施加的应力处于屈服强度和抗拉强度之间.2024 T4铝合金在225MPa下循环到其半寿命(85 000次)造成疲劳损伤.被损伤的试件用直流电脉冲处理.用电桥分别测量原始试件、损伤试件和电脉冲处理试件的电阻.结果表明,随着脉冲处理时间的增加,4043铝合金拉伸造成损伤的试件延伸率增加,屈服强度和抗拉强度减小;0.5 s脉冲处理试样的力学性能十分接近未损伤试样的性能.2024T4铝合金的疲劳损伤试件经0.8s电脉冲处理后的寿命显著提高.经过疲劳或拉伸损伤的铝合金电阻明显增加,再经电脉冲处理后电阻减小,但是其电阻仍高于原始试件.处理时间对最终的电阻值影响很小,但是力学性能随处理的时间不同差别很大.虽然电阻可描述铝合金的损伤,但是它对力学性能不十分敏感,因此电阻不是一个很好的表证损伤愈合的方法.组织观察显示,经过电脉冲处理后损伤得到部分愈合,并存在再结晶现象.     

金属材料拉伸损伤的磁记忆表征

研究了18CrNi4A平板试样在不同拉仲载荷水平下磁记忆信号的变化规律,探讨磁记忆信号及其梯度的绝对值k与应力水平、应力集中程度间的定量关系。结果表明,利用各加载载荷下磁记忆信号减去未加载时磁记忆信号后的曲线过零点,以及Hp（y）曲线梯度的kmax位置,均可对试件应力集中位置进行有效判定,且梯度k与应力大小呈阶梯增长关系;在检测路径上,信号呈线性关系,随着拉伸应力的变大,直线的斜率在损伤各阶段呈先缓慢增加随后指数增长直至屈服,随后曲线斜率下降,直到断裂后磁信号发生激变规律性变化。     

基于电阻应变的无铅焊点损伤临界点在线检测

蠕变损伤是引起焊点失效的重要因素,传统的蠕变测试方法不能实时的测得无铅焊点的蠕变损伤临界点.研究表明,焊点的蠕变损伤与其电阻变化存在着线性关系.本文利用特制的无铅焊点微电阻在线测量系统,实时监测焊点在蠕变过程中的电阻变化,并利用二次移动平均法建立焊点电阻的预测模型,通过对比预测电阻值与实测值的差异.实时判断出焊点的损伤临界点,为蠕变测试研究提供了一种新的方法.     

高温低周疲劳损伤对FGH96合金力学性能影响的实验研究

通过设计FGH96粉末高温合金的高温低周疲劳试验和高温单轴拉伸试验,研究了不同应力水平下高温低周疲劳损伤对合金力学性能的影响,结合对断口形貌的观察和成分分析,分析了合金力学性能改变的微观机理。结果表明,受疲劳载荷作用期间位错运动的影响,合金的屈服强度、抗拉强度在损伤前期表现出上升的趋势;损伤后期,随着材料内部裂纹的不断增多及扩展,合金的弹性模量、抗拉强度不断退化。合金力学性能的变化与疲劳加载的应力水平表现出明显的相关性。断口显微组织分析表明,随着损伤程度的增加,合金高温拉伸断裂模式由韧性逐渐向脆性转变,高温氧化加速了断裂模式的转变。     

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。     

单晶高温合金损伤与断裂特征研究

研究了单晶高温合金在持久、拉伸和低周疲劳条件下的损伤与断裂特征。结果表明:单晶合金高温持久微观断裂方式为沿原始微孔洞扩展的微孔聚集型断裂,中温持久微观断裂方式为微孔聚集型断裂与滑移剪切断裂共存的混合型断裂;高温拉伸首先在内部以微孔聚集型模式开裂,最后阶段以滑移剪切的方式发生断裂,微孔聚集型断裂过程占主要地位,中温拉伸以纯滑移剪切的方式发生断裂,断口由一个平面组成;低周疲劳断裂由裂纹萌生、裂纹稳定扩展和裂纹失稳扩展3个阶段组成。断口呈现多源开裂特征,疲劳裂纹一般萌生于表面。疲劳裂纹扩展初期断口基本与主应力方向垂直,随着疲劳裂纹扩展,断口表现为与主应力约成45°的平面特征。     

电阻法测试绕组温升的研究

本文建立了用电阻法测试绕组温升的数学模型，并根据这个模型推出了标准中给出的计算绕组温升的公式。同时还提出了计算温升的两种方法，说明了绕组时间常数的含义和求法。在用微机求解温升的方法中，应用了最小二乘法，在推导过程中考虑了试验环境中恒温和非恒温两种情况。对于使用电阻法测试绕组温升的试验，如电焊机，变压器及电机等的试验有一定的指导意义。     

镍基单晶高温合金的蠕变损伤规律研究

基于镍基单晶合金蠕变过程中的细、微观组织结构变化及损伤特点，本文建立了考虑材质劣化和空洞损伤的双参数蠕变损伤本构方程及寿命预测模型。利用ＤＤ３单晶材料〈００１〉晶体取向的７６０，８５０和１０００℃实验结果考核表明，所建模型可以比较准确地预测蠕变第二、第三阶段变形状态及破坏特征。第二阶段持续时间、第三阶段开始时间可以表示成蠕变应力的指数函数；随着温度的升高，材料劣化加剧，空洞损伤也增加。     

1.25Cr0.5Mo钢疲劳-蠕变交互作用的损伤研究

以连续损伤力学(CDM)的经典损伤理论为基础,对疲劳、蠕变及其交互作用下的损伤演化分别进行了研究,进而推导出一个新的疲劳-蠕变交互作用的损伤模型.为将上述模型方便的运用于工程实际之中,通过1.25Cr0.5Mo钢光滑试样540℃环境下应力控制的梯形波加载实验,对工程中容易测量的轴向变形即平均应变的变化规律进行了研究,选取平均应变的变化作为损伤变量,用上述模型进行了1.25Cr0.5Mo钢光滑试样540℃下的疲劳-蠕变交互作用的损伤描述,结果表明实验损伤点与该模型的损伤演化规律符合较好.在上述模型和平均应变变化规律的基础上,对工程上如何进行失效判定进行了相应的探讨.     

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 高温电阻测量通常采用直流补偿法完成,在具体操作（数据处理）中,普遍取工作电流正、反向过程中测得的电位差值的绝对值数据平均值作为测量结果简称“绝对值法”。实践证明,传统方法在寄生温差电势大的情况下,将导致错误的结果;从理论、实践两方面进行了分析,提出的“代数平均值处理法”;简称“代数值法”,为高温电阻检测方法的重要改进。     

电阻测试绕组温升的研究

本文建立了用电阻法测试绕组温升的数学模型，并根据这个模型推出了标准中给出的计算绕组温升的公式。同时还提出了计算温升的两种方法，说明了绕组时间常数的含义和求法。在用微机求解温升的方法中，应用了最小二乘法，在推导过程中考虑了试验环境中恒温和非恒温两种情况。对于使用电阻法测试绕组温升的试验，如电焊机、变压器及电机等的试验有一定的指导意义。     

自纳米化结构金属材料摩擦磨损研究现状

从自纳米化结构金属材料的形成机理及制备方法入手,阐述了表面自纳米化技术的优势,包括工艺简单、无增材处理、纳米结构层呈梯度变化且与基体无明显界限、适用性强等。在此基础上,重点综述了国内外学者对于自纳米化结构金属材料摩擦磨损的研究现状,包括钢铁合金、镁合金、铝合金、钛合金以及其他金属。同时分析出自纳米化结构金属材料摩擦磨损研究存在的问题,包括制备工艺参数的合理选择、高温钛合金表面自纳米化摩擦磨损性能的研究、腐蚀磨损特性的研究等。针对进一步拓展自纳米化结构金属材料的工业应用,提出了该领域未来可行的研究方向,以期为自纳米化结构材料研究提供有价值的参考。     

金属表面Ni-P化学镀层研究现状

从力学和耐蚀性能方面,综述了Ni-P二元化学镀层、三元化学镀层和化学复合镀层的研究现状。对于不同基材上的二元镀层,表面钝化剂、络合剂和热处理影响碳钢二元镀层的力学与耐蚀性能;表面阳极化、激光表面合金化和热处理影响铝合金二元镀层的附着力、耐蚀性与硬度;表面阳极活化和热处理影响不锈钢二元镀层的结合力与硬度。对于三元镀层,热处理和激光晶化影响Ni-W-P三元镀层的耐磨性与耐蚀性;含Mo元素的Ni-Mo-P三元镀层在不同温度下热处理后,均表现出良好的耐蚀性;稀土金属氧化物可改变三元化学镀层的镀速、表面质量、晶体结构与耐蚀性能。对于复合镀层,由于添加了Si C,Si O_2,WC和PTFE等不溶性粒子,因此硬度、耐磨性、耐蚀性和自润滑性得到提高。三元化学镀层与化学复合镀层的力学和耐蚀性能明显优于二元化学镀层,是Ni-P化学镀研究和发展的方向。     

两种镍镀层耐蚀性能的研究

本试验着重研究了瓦特和半光亮两种镍镀层在400、600、800℃的高温氧化行为,并对其在常温5%NaCl+O.5%H2O2溶液中的腐蚀进行了比较:研究表明:两种镍镀层的高温氧化规律基本一致:在盐水溶液中,半光亮镀层表现出较好的耐蚀性能:能谱分析则证实:在高温氧化过程中,明显存在铜向镍镀层中的扩散,这可能有利于增强镀层与基底之间的结合.     

高温箱式炉熔炼金属材料的试验

采用KSL1600X高温箱式炉作为熔炼设备,SiC强化石墨坩埚为容器,熔炼碳素工具钢,升温至熔化温度保温所需时间,经对钢液处理后再置于炉中保温,取出坩埚浇注钢液。制作特殊的操作工具,可以方便地完成碳素工具钢的熔炼和浇注。该方法适用于实验室熔炼少量钢铁合金的研究工作。     

金属摩擦表面耐磨自修复技术的研究

针对金属摩擦副在服役过程中因磨损而导致失效,造成零件报废而产生极大的损失和浪费问题,概述了通过表面强化提高金属摩擦副表面强度增加耐磨性、添加润滑油或通过润滑油改性等方式降低摩擦系数提高其寿命的两种常规方法,对能根本改善磨损状况具有自修复功能的技术进行了重点介绍,对该技术存在的问题和推广应用瓶颈进行了分析,同时针对存在的问题进行了相应的研究.     

复合片耐磨性能检测方法的研究

用Ｘ射线衍射方法、Ｒａｍａｎ光谱法及电镜法对复合片金刚石层进行综合测试，可以找到复合片金刚石层耐磨性能优势的原因及改进方法。     

用于铸管模修复的抗热疲劳堆焊材料试验研究

通过铸管模的材质、服役条件、失效形式及失效机理分析,给出了用于铸管模修复的抗热疲劳堆焊材料研究试验方案.采用自约束热疲劳模拟试验方法研究了不同合金含量范围的耐热钢类堆焊材料对热疲劳性能的影响,为铸管模堆焊材料的细化研究打下了基础.研究表明,低合金耐热钢堆焊材料适用于铸管模的堆焊.