柔度法测量三点弯曲试样弹性模量的影响因素

根据柔度法测量金属材料裂纹长度的原理,讨论了测量三点弯曲SE(B)试样弹性模量的影响因素,并分析了主要因素的影响。在此基础上,用柔度法测量了裂纹尖端张开位移(CTOD)试验用大尺寸SE(B)试样预制疲劳裂纹的长度。经断口测量发现,用柔度法测量的两组母材与焊缝试样的原始裂纹长度具有很好的同一性,为进一步进行CTOD试验提供了保证。     

柔度方法测量中心裂纹试样的腐蚀疲劳裂纹扩展速率

在腐蚀环境条件下的材料试验是研究腐蚀环境下材料行为的重要依据。为解决金属板在腐蚀介质条件下的裂纹扩展速率测试问题,设计一种环境装置并结合裂纹长度测量的柔度方法,实现了计算机控制下腐蚀裂纹扩展试验的不间断测量。     

柔度法测试车轮轮箍的疲劳裂纹萌生寿命

借助MTS TESTSTAR材料试验机的Fatigue Crack Growth Test应用软件，建立了材料的疲劳裂纹萌生寿命测试方法——柔度法。用该方法测试了HDSA车轮和LG61轮箍的疲劳裂纹萌生寿命，并与其它六种车轮的有关数据进行了对比。结果表明，HDSA车轮和LG61轮箍的疲劳裂纹萌生寿命分别比915D车轮提高了33．4％和35．5％。     

疲劳裂纹扩展速率试验中裂纹曲率修正方法研究

针对目前疲劳裂纹扩展速率试验标准中仅提出裂纹长度需进行曲率修正但未给出具体修正方法及步骤的问题,作者推荐了线性插值法和等比例法两种裂纹曲率修正方法,并通过分析两种方法的修正原理,结合试验结果,将两种曲率修正方法进行对比。结果表明,在双对数坐标系上,修正后的da/dN-ΔK曲线向低ΔK方向偏移,最大偏移量约15%,在利用da/dN-ΔK曲线进行选材对比或疲劳寿命评估时,修正后的曲线与未修正的曲线相比是偏安全的。基于两种方法修正后的da/dN-ΔK曲线之间差异较小,最大相差约2%,两种方法均可作为疲劳裂纹扩展速率试验中裂纹长度的曲率修正方法。     

基于柔度法的裂纹扩展动态数据采集系统的研究

在柔度法测量裂纹扩展系统研究中根据要求，以PC机为核心，为其设计了专用的数据采集卡，采集实验数据达到了满意的效果。文中较为详细的介绍了利用AD7874模数转换器，在ISA接口规范的基础上，设计该采集系统的过程及整个系统的工作情况。     

LD10铝合金疲劳裂纹扩展速率的研究

用三点弯曲多试样方法研究了LD10铝合金的疲劳裂纹扩展速率规律,从而为装备的安全可靠性提供数据依据,利用这些数据可以评估在役装备的剩余寿命。     

C形环小试样疲劳裂纹扩展试验方法与应用

航空航天、核反应堆工程等重要工程结构的安全控制对材料断裂性能有重要需求,小尺寸试样断裂韧性测试需求日益凸显。该文提出了一套用于小尺寸构件疲劳裂纹扩展速率测试的C形环小试样试验方法,设计了试样构形和试验夹具,并基于有限元分析和柔度法理论,建立了C形环小试样裂纹长度预测公式和应力强度因子K的表达式。对于低压转子材料26NiCrMoV11-5钢,采用C形环小试样和标准CT试样完成了疲劳裂纹扩展试验,获得了材料的疲劳裂纹扩展特性,并讨论了新方法的有效性。     

轴承钢疲劳裂纹扩展速率的研究

研究了轴承钢碳化物及晶粒细化对轴承钢疲劳寿命的影响。结果表明;细化轴承钢中的碳化物可以使其疲劳裂纹扩展速率下降,而同时细化轴承钢中的碳化物和晶粒,会使其疲劳裂纹扩展速率下降更明显。     

疲劳裂纹扩展中裂纹尖端应变变化的详细考察

传统的ASTM2%偏差法和卸载弹性法是以柔度轨迹的线性区段确定开闭口载荷(Pop和Pcl),往往因人工误差导致结果相差很大.本文注重裂纹尖端塑性变形带给柔度变化的物理意义,描述了一个载荷循环下柔度变化与裂纹开闭口以及弹塑性行为的关系.采用自行开发的高精度局部柔度测量法,针对结构钢进行了疲劳试验,记录了裂纹尖端应变与载荷关系的系列迟滞回线,并以微分法定量求出迟滞回线上的特征载荷.根据试验考察结果,分析了文献中几种疲劳裂纹扩展参量的关系.结果表明,ΔKRPG比ΔKcl和ΔKop更适合作为裂纹扩展驱动力参量.     

橡胶夹层/复合材料粘接界面疲劳裂纹扩展行为的研究

用 型加载下的双悬臂夹层梁试样 ,以应变能释放率为裂纹扩展参量 ,研究橡胶夹层 /复合材料粘接界面疲劳裂纹的扩展行为。结果表明 ,循环载荷下的裂纹扩展速率对试验频率、载荷比、温度及橡胶夹层厚度反映较敏感。     

Fatigue Crack Growth Measurement Based on Changes in Transverse Natural Frequency

A method to estimate fatigue crack extension in three point bend (TPB) testing based on changes in transverse natural frequency is presented. The theoretical formulation for the transverse free vibration of the specimen is given to relate natural frequency to the specimen dimensions and crack size employing the Timoshenko beam theory and representing crack as a rotational spring. Experimental studies are presented considering three steels, viz. SA333, 20Mn and En47, to demonstrate the accuracy of the proposed method and compare it with the conventional compliance method. The results clearly indicate that the vibration method can be an alternative to the compliance method. The Paris law constants for the materials are presented.     

低周疲劳过程中弹性模量的损伤特性

加工成圆形横截面光滑试样,采用损伤力学理论,通过轴向不同应变幅控制的低周疲劳试验,研究了10CrNi5MoV高强钢的拉伸卸载模量、压缩卸载模量和循环弹性模量的损伤特性,结果表明:三个弹性模量的损伤特性,依赖于应变幅的大小,应变幅越大,三个模量的损伤均越快;在试样失效之前,三个弹性模量的损伤并无明显变化,只是在试样失效时,各自的损伤变量D才迅速趋向于1。研究结果为10CrNi5MoV高强钢的工程应用提供了参考。     

Estimation of fatigue crack growth behavior for small-sized C-shaped inside edge-notched tension (CIET) specimen using compliance technique

Being restricted by the relative larger size requirement, traditional and standard fracture specimens are not applicable for the estimation of fatigue crack growth behavior of some very finite-sized components and precious materials. This study develops a small-sized C-shaped inside edge-notched tension (CIET) specimen which has an advantage of specimen minimization and a wide range of adaptability. A systemic compliance technique for estimating fatigue crack growth behavior of CIET specimen has been successfully constructed and experimentally verified. Groups of fatigue crack propagation rate tests of both CIET specimen and CT specimen for 5083-H112 aluminum alloy were carried out. The resulted da/dN ∼ ΔK curves are heavy affected by specimen configuration and load ratio, and the difference between these da/dN ∼ ΔK curves has been successfully removed by introducing the correction of plasticity-induced crack closure effect. Consequently, the feasibility of CIET specimen for estimating fatigue crack propagation behavior for small-sized components and precious materials has been evidently confirmed.     

表面裂纹长度的测量方法

表面裂纹长度的精确测量是准确获得表面裂纹扩展速率进而对材料或构件进行剩余寿命评估的基础和关键技术问题。本文将表面裂纹长度的测量方法归类为直读法、柔度法、电位法、探伤法和光学法,并对每种方法进行了介绍,比较其优缺点及适用范围,以便在实际工作中选择应用。     

复合材料弹性模量的激光超声测量方法研究

本文利用激光超声方法来测量碳纤维/环氧树脂复合材料的弹性模量,详细介绍了测量原理和测量系统.利用Q值可调的Nd∶YAG脉冲激光器在复合材料试件中激发超声波,超声波由激光超声接收仪接收,经过解调器后在数字示波器上显示,获取超声声速.根据超声声速与材料弹性模量之间的固有关系,可以反演材料的弹性模量.实验表明,利用激光超声方法获得的测量结果与采用动态法得到的理论参考值相吻合,偏差在3%以内,并且操作简单可行.     

疲劳载荷下工业纯铁表面与内部裂纹长度的研究初探

疲劳裂纹扩展试验中,采用表面裂纹长度作为疲劳裂纹长度进行疲劳裂纹扩展计算和疲劳裂纹扩展模型建立的过程中,会导致计算的最终结果和模型产生一定的误差。对工业纯铁板材试样进行疲劳裂纹扩展试验,分析疲劳裂纹扩展过程中裂纹长度与裂纹扩展速率的关系,以及对疲劳裂纹扩展断口形貌特征进行观察。结果表明,上述2种方法均可来确定表面裂纹长度和内部裂纹长度之间的关系。     

微纤丝取向对木材细胞壁力学性能的影响研究

以马尾松为研究对象,运用原位成像纳米压痕技术测试了两种不同微纤丝取向（微纤丝角）下马尾松细胞壁纵向弹性模量和硬度之间的差异,由此探索微纤丝角对其细胞壁力学性能的影响,结果表明,上述两种力学性能指标与微纤丝角之间存在负相关关系,微纤丝角从13.5°增加到21.7°,马尾松管胞细胞壁纵向弹性模量降低了18.77%,硬度减少了18.37%。纳米压针从细胞壁的纵向压入时,细胞壁变形机制以塑性变形为主,微纤丝角越大,最大压入深度也越大,残余变形量也越大,但残余变形占总变形的比例几乎相同,约为73%。     

淬火微观组织对重轨钢疲劳裂纹扩展速率的影响

以U75V重轨钢CT(Compaction test)试样为研究对象,分别研究了冷速为3℃/s、5℃/s及空冷轧态的组织对稳定区(疲劳扩展Ⅱ区)疲劳裂纹扩展速率的影响,疲劳试验在高频共振疲劳试验机上进行。研究结果表明:疲劳裂纹扩展速率随着珠光体片层间距的减小而降低,冷速由大到小(5℃/s、3℃/s、空冷)所对应的n值分别为3.603 05、3.631 18和3.885 28;珠光体组织的疲劳裂纹断裂形式主要以穿晶断裂为主,同时伴随部分沿晶断裂;片层间距影响裂纹扩展路径的偏折程度,偏折程度随片层间距的减小而增大,增大的裂纹偏折路径对裂纹扩展的阻碍作用增强,有利于疲劳裂纹扩展速率的降低。