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对承受循环压载的缺口试件的疲劳问题进行了试验和理论研究。结果表明,疲劳裂纹是在残余拉应力和循环压应力作用下萌生和扩展的,压塑性变形是裂纹萌生和扩展和扩展的必要条件。循环压载下仍存在着裂纹张开和裂纹闭合,其机理与拉伸循环下不同。以试验中采用的LY12CA材料边缺口试件为例,提出了考虑裂纹闭合效应的扩展率计算模型,结果与试验吻合得较好。 相似文献
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研究了调质态40Cr缺口试样在循环压缩载荷作用下疲劳裂纹萌生的规律。试验表明,缺口疲劳裂纹萌生期随平均压应力的增高而增大;应力幅的影响正好相反,且其作用远大于平均应力。利用贴片光弹法和有限元法对缺口应力场进行测量和计算后得出,缺口疲劳裂纹的萌生是在拉应力的作用下进行的,当缺口根部的实际应力状态为压应力时则不萌生裂纹。 相似文献
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机械加工在试样表面造成的残余压应力σr,若分布很浅(0.01-0.02mm),疲劳过程中σr极易衰减,从而对疲劳极无明显影响,疲劳仍限取决于裂纹萌生寿命。若σr分布较深(0.05-0.07mm),在疲劳过程中最外层应力衰减后,次外层残余应力与缺口应力综合作用,有可能在缺口根部产生非扩展裂纹,从而使疲劳极限取准地裂纹的止裂条件,提高了缺口试样疲劳极限。 相似文献
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通过疲劳试验,研究焊接残余应力对疲劳裂纹萌生和扩展性能的影响,以及残余应力的再分配。试验结果表明,垂直于裂纹方向的纵向残余应力促进孔边疲劳裂纹的萌生和扩展;残余应力随焊缝金属的应变松弛而降低,它对疲劳裂纹扩展速率的影响相应减小;残余应力场中疲劳裂纹扩展速率仍可以用Paris /公式计算。 相似文献
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考虑渗碳、磨齿、喷丸等工艺产生的齿面残余应力,建立齿面接触应力与残余应力的复合应力场,提出一种螺旋锥齿轮接触疲劳裂纹萌生-扩展寿命计算方法。构建齿轮有限元接触分析模型,计算多轴交变接触应力场。考虑空间螺旋曲面残余应力分布的复杂性,将变曲率齿面离散为网状节点;测量各节点表面与次表面的残余应力,建立齿面残余应力场。基于Dang Van多轴疲劳准则,构建齿面裂纹萌生模型;计及残余应力与裂纹闭合效应,构建齿面裂纹扩展模型。计算复合应力场下齿轮接触疲劳寿命,研究残余应力对齿面裂纹萌生-扩展寿命的影响规律。结果发现:复杂齿面空间变曲率会影响喷丸等工艺产生的残余应力分布,中心区域的残余压应力高出齿面边缘区域约20%;复合应力场下齿面裂纹萌生位置与寿命主要取决于接触应力,残余应力会改变齿面节点平均应力进而影响疲劳寿命;齿面裂纹扩展寿命约占全寿命的10%,表征齿轮接触疲劳快速失效至迅速断裂。上述研究对于高性能齿轮传动的长寿命、高可靠性设计具有一定的参考价值。 相似文献
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点焊接头因高度应力集中,极易于熔核边缘萌生疲劳裂纹,点焊产生的残余应力会影响其扩展。为探究点焊残余应力对疲劳裂纹扩展的影响规律,建立DP600高强钢点焊接头三维裂纹有限元仿真模型。基于热-弹塑性理论求解点焊残余应力场,在此基础上计算有无残余应力时折线裂纹的局部应力强度因子(Stress Intensity Factor, SIF)解,通过分析两种条件下裂纹最深点局部SIF随裂纹深度比变化的曲线,研究点焊残余应力对折线裂纹扩展的影响规律;基于断裂力学理论,采用改进的双参数模型预测有无残余应力时的疲劳寿命。结果表明,点焊残余应力使局部SIF显著提高,且随着裂纹深度比的增加,残余应力对其的影响程度也增加;考虑残余应力后裂纹整体扩展趋势不变但扩展速率显著增加,疲劳寿命由35 616次下降至12 564次。 相似文献
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用压入法引入残压应力,以研究穿透短纹在残余应力听扩展规律。残余压力是通过提高裂纹闭合而提高裂纹扩和,此法不仅适用于长裂纹,也可延伸致短裂纹阶段,残余应力的引入不改变材料的本征门槛。 相似文献
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研究了含有裂纹的金属板料在激光冲击波载荷作用下裂纹尖端应力强度因子和裂纹扩展速度的变化,利用断裂力学理论,对激光冲击加载下裂尖参数计算模型进行优化,采用应力强度因子叠加法,将外加载荷引起的应力强度因子和激光冲击后残留的残余压应力引起的应力强度因子叠加,推导出下裂纹尖端应力场强度因子表达式,由此可精确计算出金属板料的裂纹萌生寿命和裂纹扩展速度,实验验证了航空钛合金Ti6Al4V激光冲击后残余应力对裂纹扩展速度的影响,从而建立了激光冲击作用对板料裂纹扩展的影响的理论模型。 相似文献
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针对风电齿轮箱轴承疲劳裂纹萌生方向的问题,通过理论研究,认为裂纹萌生的方向取决于萌生局部位置最大切应力幅所在平面方向。经计算发现,轴承滚道内部浅层位置正交切应力幅大于主切应力幅,较深位置主切应力幅大于正交切应力幅;裂纹萌生角度随萌生深度不同而变化。针对裂纹扩展问题,利用断裂力学裂纹尖端极坐标应力叠加的方法,明确了Hertz接触应力、残余应力、装配过盈压力等对裂纹扩展方向的影响,通过分析不同热处理金相组织的轴承失效案例,验证了理论的适用性。 相似文献
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对42CCrMo4钢质调质试样疲劳裂纹扩展时的表面残余应力测定表明,在裂纹尖端前方和裂纹两则一定范围生成残余应力,裂纹尖端处压应力最大。随着裂纹的扩展压应力范围增大,最大压应力增加,表明残余应力始终处于一动态再分布过程中,与裂纹尖端区域的塑性变形直接相联系。裂纹扩展时残余应力的真实分布状态,按理想模型已不能作出圆满描述。由于裂纹尖端塑性变形区较小,选用合适的X线光栅孔长测的残余应力较为真实。 相似文献
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在对槽底裂纹研究的基础上,计算并分析了涡轮盘在热应力、离心应力和残余应力共同作用下J积分随裂纹长度和转速的变化规律。根据材料的高温断裂韧度和裂纹扩展速率数据,求得临界裂纹长度和疲劳裂纹扩展寿命。最后确定了检查周期一定条件下的允许工程裂纹长度。 相似文献
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疲劳裂纹萌生尺寸的定义及其确定方法 总被引:7,自引:1,他引:7
以缺口件为研究对象,根据疲劳非扩展裂纹的性质,给出裂纹萌生尺寸的定义,提出疲劳裂纹萌生尺寸的确定方法,从损伤角度解释其萌生尺寸的物理意义,最后用局部应力应变法估算形成寿命,验证其合理性。 相似文献
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本文采有沿焊缝分段切割,依次释放残余弹性变形的方法,测定了沿焊缝横向残余应力的分布规律。由于切割试样可近似地模拟疲劳裂纹扩展,通过测量释放的应力,计算出残余应力的分布,可分析残余应力对疲劳裂纹扩展速率的影响规律。 相似文献