G4335V钢低周疲劳特性的试验

通过对国产和进口的火炮身管材料G4335V钢低周疲劳性能的试验研究,得出了该材料为循环软化材料。国产管含镍量大于进口管,因而它的低周疲劳性能也较好。循环应力-应交关系与应变-寿命关系中的六个常数不是独立的,存在着一定的相关关系。试验表明计算值与实测拟合值吻合颇好。过渡寿命值N_T是低循环疲劳关键指标,对钢而言约在10_-~2～10~3之间,并非均大于10~4。因此设计时采用实测结果是有效利用材料、确保安全的重要一环。     

桥用铝合金的低周疲劳亚结构

在应变幅控制下，研究了桥用铝合金在两种热处理工艺下的循环特性及其微观结构的变化。结果表明：在应变幅为△ε＿ｔ／２＝０．４％～１．０％范围内，热处理工艺Ⅰ合金循环软硬化现象不明显，热处理工艺Ⅱ合金表现为循环硬化特性。ＴＥＭ分析表明，不同热处理工艺下合金循环断裂时均已形成结构清晰形状完整的胞状位错结构，影响胞结构形成的主要因素可能是层错能、应变幅等，与材料的组织状态没有关系。     

工程机械用800 MPa低合金高强度钢焊接接头低周疲劳性能研究

针对大型工程机械用800 MPa低合金高强度钢及其焊接接头,进行低周疲劳性能研究。试验在常温下进行,对称三角波加载。试验结果表明,母材两个轧制方向的应变疲劳寿命没有明显差别,焊接接头的疲劳寿命偏低。焊接接头的局部软化是应变集中,导致应变疲劳寿命降低的主要原因。应变疲劳断口有明显的条纹特征,母材疲劳断口上伴有与条纹平行的二次裂纹,焊接接头的疲劳断口条纹清晰且宽度较细。试验确定的循环应力应变特性参数和应变疲劳寿命参数有明显的相关关系。     

高温应变疲劳公式的研讨

本文根据室温下应变疲劳研究的新进展，考虑到材料高温疲劳、尤其是疲劳蠕变交互作用的特点，提出了一个新的适合于高温疲劳及发生疲劳蠕变交互作用情况的应变疲劳公式，该公式阐明了高温下应变疲劳寿命与高温拉伸性能、理论极限以及加载频率（保持时间）间的相互关系。这使我们有可能根据材料的拉伸性能及疲劳极限估算材料的高温庆变疲劳曲线。新的高温应变公式用作者的实验结果进行了检验，尤其是用文献中的实验结果进行了客观地校核,证明它是正确的和实用的。     

基于动态扭矩测试的综合传动系统主轴低周疲劳寿命预测与验证

为解决履带车辆综合传动系统主轴低周疲劳失效的问题,开展主轴疲劳样件检测及材料力学性能测试。通过实车测试获得主轴动态扭矩,在此基础上,建立主轴弹塑性有限元模型并预测主轴的低周疲劳寿命;进一步开展主轴低周疲劳台架试验,对寿命预测方法进行验证。研究结果表明:履带车辆在起步阶段下的冲击扭矩是造成综合传动系统主轴低周疲劳的主要载荷;由于双侧非对称的结构特点,导致主轴右侧冲击扭矩均值是左侧的1.54倍;主轴最大Mises应力为1 510 MPa,最大应变为0.008 692 3,均发生在右侧输出花键与过渡圆弧交界位置的齿根处,与主轴疲劳断裂位置一致;实车条件下主轴能承受冲击扭矩的次数为17 082次;台架试验获得的主轴能承受冲击扭矩的次数为5 000,预测获得的主轴能承受冲击扭矩的次数为5 843次,仿真结果与试验结果基本吻合,验证了低周疲劳寿命预测方法的可行性。     

热构耦合分析在一体式排气歧管支架开发中的应用

实际工作中遇到的许多一体式排气歧管发动机耐久试验失效主要与支架失效有关.通过低周疲劳理论知识,以及材料疲劳原理,采用CAE/试验的方式,对一体式排气歧管进行低周疲劳分析和试验验证.文中介绍了在设计前期低周疲劳造成的支架损坏的预测方法,并在后期试验中验证预测方法的有效性,从而将此方法运用到排气歧管支架的研发中.     

静载拉伸和低周疲劳下Q235钢磁声发射特性

为揭示应力与磁声发射的关系以及明确磁声发射与铁磁性金属材料疲劳状态的关系,建立Q235钢静载拉伸的力-磁耦合模型和低周疲劳寿命模型,开展磁声发射的应用与理论研究.从有限元仿真的角度分析静载拉伸下磁声发射信号产生机理,根据低周疲劳仿真结果设计磁声发射低周疲劳试验.通过自行搭建的试验平台,验证建立的静载拉伸模型和低周疲劳模...     

提高装甲车辆T型焊接接头疲劳寿命的措施研究

本文对转炉616装甲钢T型焊接接头四点弯曲低周疲劳试验结果进行了分析、研究，阐述了提高T型焊接接头低周疲劳寿命的有效措施。研究表明：焊趾砂轮打磨能够改善焊缝与热影响区(HAZ)过渡部位形状，增大过渡圆弧半径，并且能去除焊趾处咬边、夹渣等焊接缺陷，降低了应力集中，从而提高疲劳寿命；钨极氩弧焊(TIG)修整虽能改善焊缝形状，但弧坑处易于产生裂纹，疲劳寿命降低；自制钛酸型TWE312不锈钢焊条的抗裂性和工艺性能较A147碱性焊条好，其焊接接头的疲劳寿命有一定的提高。疲劳裂纹起裂位于热影响区半熔化区和焊缝不完全混合区，并向基体扩展，与实际装甲车辆裂纹的萌生部位及扩展途径相一致。     

金属材料在高应变率下的热粘塑性本构模型

提出了一种考虑应变强化、应变率强化、热软化效应及材料损伤的本构模型,通过在Johnson-Cook热粘塑性本构关系中增加一个随应变增大应力减速小的软化项,反映材料的损伤.该模型可以很好地预测材料的整个变形过程,同时提供了一个确定软化项系数的简单方法.     

基于DIC的塑性诱导疲劳裂纹闭合行为研究

预测变幅载荷作用下的结构寿命,需研究材料的疲劳裂纹闭合效应,确定材料疲劳扩展时张开载荷的变化规律。针对箭体管路结构中常用的0Cr18Ni9不锈钢,通过数字图像相关技术测试2 mm厚0Cr18Ni9不锈钢板疲劳裂纹扩展时的张开载荷,获得张开载荷随裂纹长度、最大应力强度因子的变化关系;初步得到考虑塑性诱发裂纹闭合效应修正的Paris公式,为其在变幅载荷谱下的裂纹扩展行为预测奠定基础。     

微量预应变和超载对15MnVN钢疲劳裂纹起始寿命的影响

本文实验研究了微量预应变和超载对15MnVN钢疲劳裂纹起始寿命Ni的影响。实验结果与分析表明,当超载引起的切口根部表面残余应变等于微量预应变时,超载后或微量预应变后,15MnVN钢的裂纹起始寿命无明显差异,且两者的裂纹起始寿命与热轧状态15MnVN钢的裂纹起始寿命接近。决定15MnVN钢疲劳裂纹起始寿命超载效应的主要因素可以认为是超载引起的切口根部表面层材料性能的变化,而不是残余应力。此外,本文还简要阐明了实验结果的工程应用意义。     

基于应力交互作用的超高周疲劳寿命估计方法

为研究50CrVA高强弹簧钢在变幅荷载作用下的超高周疲劳破坏行为及其裂纹萌生机理,利用超声疲劳试验机对50CrVA弹簧钢进行两级加载实验。得到超高周变幅疲劳性能,并基于Miner法则提出一种适用于超高周疲劳的寿命预测方法。该方法引入应力交互作用影响因子的概念,将预加载对剩余疲劳寿命的影响分为强化和损伤两部分,并分别给出两种影响因素的表达形式以及参数。结果表明,经修正后的Miner法则能对50CrVA的二级加载工况给出较好的寿命预测。     

挤压态AZ31镁合金的预处理及恒应变速率下压缩超塑性研究

利用Gleeble1500热模拟试验机等试验设备,对挤压态AZ31镁合金进行预处理及高/恒应变速率下压缩超塑性研究。研究表明,挤压态镁合金在温度300℃,保温时间30 min为晶粒细化的较佳温度和保温时间,同时在300℃,应变速率为0.01～10 s-1的条件下进行压缩试验,外缘圆周伸长率均超过158.3%,压缩真应变达1.898以上,实现了高应变速率下的压缩超塑性。     

7A52铝合金焊接结构件疲劳性能研究

用西南铝加工厂生产的6mm厚7A52铝合金板、5A56焊丝,采用手工氩弧焊接的方法,焊接了9件箱形模拟结构件。对其弯曲疲劳性能进行了研究,试验频率为4.5-6Hz,应力比R=0.1。试验后对铝合金模拟结构件疲劳断口形貌进行了微观分析,确定裂纹形成机制。结果表明,7A52焊接模拟结构件的疲劳特性为离散分布,说明模拟结构件疲劳现象是一种较为复杂、相互联系的多因素过程。因此,结合国外资料介绍铝合金焊接结构件的试验数据,经保守估算,7A52焊接结构件的弯曲疲劳寿命N=1×106次的疲劳强度值为σ0.1=45MPa。经扫描电镜微观分析表明,疲劳裂纹源均由焊接缺陷引起。     

SMA490BW钢低组配接头的疲劳性能研究

为发挥低强匹配焊接能改善高强钢的可焊性、有效降低约束力和预热温度的优点,采用J422焊条焊接超声疲劳试样,对高铁转向架用钢SMA490BW低组配十字焊接接头开展常温拉压条件下的超声疲劳试验,并对失效试样进行断口分析,研究低组配接头的疲劳失效机理。试验结果表明:十字焊接接头试样均断于焊趾,疲劳S-N曲线呈连续下降趋势。将十字接头的疲劳性能与板状母材进行对比分析,发现十字接头的疲劳寿命远低于母材。在循环周次为3.11×106时,十字接头试样的疲劳强度仅为母材的67%。试样疲劳断口的扫描电镜(SEM)分析结果显示,裂纹源主要位于焊趾处的熔合区,该区域存在的几何不连续性及焊接缺陷会引起较大应力集中,是导致焊接接头疲劳断裂的主要因素。     

超声冲击对MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能的影响

通过超声冲击试验和超声疲劳实验来探究超声冲击对MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能的影响。结果表明:由S-N曲线可知,在106~109寿命区间内,冲击态试样的疲劳性能要高于焊态。在应力为40 MPa载荷下,焊态试样的疲劳寿命为1.86×10~7,而冲击态试样的疲劳寿命为9.77×10~7,提高425%,说明超声冲击可以明显提高MB8镁合金焊接接头的疲劳寿命。裂纹都是萌生于焊趾区,试样的断口存在6个不同区域:疲劳源区、初始扩展区、过渡扩展区、粗晶扩展区、柱状晶扩展区、瞬断区。     

低周疲劳过程金属表面热像特征提取及其熵分析

为提高使用红外热成像方法对金属构件疲劳损伤进行评估的效率和精度,选取Q235板试样,利用热力学熵和温度二维信息熵提取金属表面热像特征。通过红外热像采集,并结合热弹性、非弹性和热传导效应,对损伤过程的温度及热力学熵累积进行推演。构造表面温度矩阵,提取各损伤阶段的二维信息熵及其积分值,建立基于热力学熵和二维信息熵的疲劳损伤评估模型。结果表明,两类熵均可用于疲劳损伤评估,但二维信息熵的温度信息利用率和计算效率更高,且可有效避免塑性应变能计算的数值误差,有利于获取更精确的评估结果。     

应变速率与热模钢的高温性能

在WJ-10B型万能材料试验机上测出了不同应变速率下热作模具钢4Cr5MoV1Si的高温性能,利用计算机拟合出应变速率与高温性能的定量关系式。并探讨了应变速率对高温性能的影响机理。