某机中央翼下壁板疲劳裂纹扩展寿命估算

为评估某型飞机中央翼下壁板萌生疲劳裂纹后的使用安全性,进行结构模拟件疲劳试验,并利用AFGROW软件对其疲劳裂纹的扩展寿命进行估算,与试验结果进行对比,初步确定出该部位裂纹扩展速率,为裂纹故障部位的修理提供参考依据.     

疲劳裂纹三维动态扩展灰色系统预测

基于系统的观点和腐蚀深度、高载系数和载荷循环等外界因素对疲劳裂纹扩展的影响分析,应用灰色系统预测模型对疲劳裂纹的三维扩展进行动态预测和影响因素分析,建立了疲劳裂纹三维动态扩展灰色模型和灰色残差模型,对某试件疲劳裂纹三维动态扩展进行了拟合和预测,表明灰色系统模型具有较好的拟合度和较高的预测精度。     

考虑概率与置信度的疲劳裂纹扩展率模型及其参数测定方法

提出了一种描述随机疲劳裂纹扩展的概率模型,考虑了数据随机特性(即存活概率问题)和样本数量(即置信度问题)两方面对概率评价的影响。模型建立在从优化拟合效果和进一步利用试验信息角度改进后的Paris公式基础上。考虑整套试验数据的随机特性,利用极大似然法原理和数学规划法求解模型参数。对16MnR钢试验数据的分析验证了模型和方法的有效性。     

钛合金Ti-6Al-4V两种微观结构的裂纹扩展行为研究

介绍对两种均匀锻造的片晶结构的钛合金Ti-6Al-4V的疲劳裂纹扩展性能的研究情况。在材料准备时,注意避免材料的方向性等对性能的影响。采用标准试验方法进行各项力学性能试验,试验数据表明,两种片晶微观结构的钛合金的拉伸强度相差约5％,拉伸塑性相关13％,疲劳行为有较大不同,微观组织细密的钛合金材料的性能比较好。两种片晶的小裂纹扩展速率与长裂纹扩展速率相比有明显增加,但对于本研究的试验条件,在应力比R＝0和R＝－1的情况下,两种状态之间的裂纹扩展行为差别不大。试验数据说明,裂纹闭合是小裂纹效应的主要原因之一。     

X70管线钢在模拟土壤介质中的裂纹扩展行为研究

试验研究高应力比 (R =0 .9)载荷下X70管线钢的裂纹扩展行为。结果表明 ,在加载频率f =10Hz ,应力比R =0 .9时 ,环境介质对X70管线钢裂纹扩展门槛值没有明显影响 ,其值在 2 .3 7MPa·m1/2 ～ 2 .5 1MPa·m1/2 范围内变动 ,对应最大应力强度因子为 2 3 .7MPa·m1/2 ～ 2 5 .1MPa·m1/2 。在模拟碱性和近中性土壤介质中 ,X70管线钢裂纹扩展门槛值保持不变 ,为 2 .45MPa·m1/2 ～ 2 .48MPa·m1/2 ;环境对裂纹扩展的加速作用表现为在近中性介质中的裂纹扩展系数高于碱性土壤介质裂纹扩展系数。在近中性土壤介质中 ,随着加载频率的降低 ,裂纹扩展门槛值略有下降 ,但仍表现强烈的门槛值特征     

基于有限元方法的裂纹扩展寿命预测

采用有限元方法确定结构的断裂力学参量,并与标准紧凑拉伸试样(compact tension,CT)的理论值相比较,结果表明有限元方法确定结构的断裂力学参量是可行的.以真实构件发动机涡轮盘为例,首先进行该结构的断裂力学分析;然后进行二次开发模拟构件的裂纹扩展,计算断裂力学参量,拟合出其与裂纹长度的函数关系,确定涡轮盘的临界裂纹长度;最后,选取试验确定的疲劳裂纹扩展率模型,完成构件的裂纹扩展寿命预测,通过与试验检测的结果相对比,证明基于有限元方法的裂纹扩展寿命预测是合理有效的.     

疲劳裂纹扩展速率测试及表征的一点讨论

在没有分析真实应力-应变状态并得到证实的情况下,文献[1,2]认为在所拟合得到的折线裂纹扩展速率中,第1阶段的直线属于平面应变区,第2阶段的直线属于平面应力区,这一观点值得商榷。     

确定疲劳裂纹扩展速率的积分法

针对疲劳裂纹扩展试验中采用传统的差分方法得到的da/dN-ΔK数据分散性较大的问题,提出了得到裂纹扩展速率的积分方法,并将两种方法与试验结果进行了比较,结果表明,积分方法得到的结果与试验结果符合得很好,得到的裂纹扩展速率更精确。     

抽油杆裂纹扩展的实验研究和剩余疲劳寿命的预测

应用超声波探测抽油杆疲劳裂纹扩展时的深度a, 通过室内实验找出D级抽油杆裂纹深度a和裂纹宽度c之间的比趋向于0.78, 简化后可直接研究超声波信号V和裂纹深度a之间的关系, 从而用V-a关系估算有疲劳裂纹D级抽油杆的剩余寿命, 避免杆断带来的经济损失.     

高温多轴疲劳损伤与寿命预测研究进展

介绍国内外疲劳一蠕变交互作用研究的一些进展,其中包括微观裂纹萌生及扩展机理的研究、高温多轴疲劳一蠕变实验的发展。对四种具有代表性的疲劳一蠕变损伤累积模型及寿命预测方法,即线性损伤累积模型、损伤率法、延性耗竭法和过应力法进行较为详尽的描述,并对这几种方法在多轴领域的改进和推广进行重点介绍。     

硫化氢环境中低周疲劳裂纹扩展速率的研究

针对高强钢在硫化氢环境中腐蚀疲劳数据极为缺乏的现状,研究高压气瓶材料4130X在硫化氢腐蚀介质中的疲劳裂纹扩展速率.结合气瓶实际运行的环境和应力状态,应用改进型WOL(wedge-opening-loading)试样,在自行改造的专用低周腐蚀疲劳试验机上,完成0.006 7 Hz超低频率下饱和H_2S溶液、中等浓度H2S溶液和空气三种环境下的腐蚀疲劳试验,并用Paris公式进行两段式拟合,得出da/dN-ΔK的数学表达式.将试样微观断口的变化与宏观应力强度因子K的变化进行对比研究,给出不同环境中三个阶段K值的定量结果.结果表明:相同条件下,H_2S环境中的疲劳裂纹扩展速率比空气环境中大20倍以上;但当H_2S浓度达到一定范围后,对da/dN影响并不按比例增长,浓度相差11倍时,da/dN相差2.4倍,H_2S腐蚀介质的存在加速了疲劳破坏.     

0Cr18Ni9裂纹试样的室温蠕变现象及对裂纹扩展的延滞效应

研究0Cr18Ni9不锈钢裂纹尖端的室温蠕变(room temperature creep, RTC)现象以及其对恒ΔK条件下疲劳裂纹扩展行为的影响作用.结果表明,在一定的载荷条件下,裂纹尖端出现明显的室温蠕变.文中同时讨论初始应力强度因子幅ΔK、加载速率r和恒载应力强度因子KRTC与室温蠕变量之间的关系.与单峰过载条件下相比,0Cr18Ni9钢裂纹尖端的室温蠕变会加大随后的裂纹扩展延滞效应.     

压载荷对疲劳裂纹在Paris区内扩展影响的有限元研究

以7049-UA铝合金为研究对象,用弹塑性有限元方法分析拉压循环载荷下,三条不同裂纹长度的裂尖应力场,通过裂尖的应力状态定义一个考虑压载荷影响的有效应力强度因子范围参数ΔKeff′,并利用此参数,定量分析循环拉压载荷对铝合金疲劳裂纹扩展的促进作用,并提出一种简便的利用有限元方法拟合应力比为负值时Paris区的疲劳裂纹扩展速率的方法,与已发表的实验数据相比较,得到较好的验证.     

恒幅和单峰超载疲劳裂纹尖端区域残余应力场的数值模拟

采用弹塑性有限元方法,对恒幅及不同超载比的单峰超载作用下的裂纹扩展进行有限元模拟.通过模拟得到的裂纹扩展过程中裂尖塑性区及应力(残余应力)场分析产生裂纹闭合的原因以及对裂纹扩展的影响.结果表明,从残余应力角度分析裂纹扩展是可行的,为建立基于残余应力的裂纹扩展模型提供分析基础.