蠕变疲劳裂纹扩展对汽轮机转子寿命的影响

依据汽轮机转子安全性评价准则和蠕变疲劳裂纹扩展引起寿命损耗的计算模型,实际计算了含缺陷的超临界汽轮机转子的蠕变疲劳裂纹扩展寿命损耗,分析了缺陷当量和工作应力对转子寿命损耗的影响大小,对汽轮机转子寿命评估工作方面有一定的理论指导意义.     

用相关分析法监测疲劳裂纹起始寿命初探

探讨在结构和材料疲劳性能试验中实时监测疲劳小裂纹长度和起始寿命的一种方法.该方法利用采自裂纹附近和无缺陷区域的动应变信号进行相关计算,从相关函数的运算结果判别裂纹产生和扩展状态.实验结果表明,相关函数的幅值对裂纹长度较敏感,可作为判断参量.     

含焊接缺陷的30CrMnSiNi2A钢焊接件的疲劳寿命估算

本文分析了焊接缺陷对超高强度钢３０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ焊接件疲劳寿命的影响，给出了定理评估含焊接缺陷的焊接件疲劳性能的方法，焊接缺陷可分成类裂纹型和非裂纹型两类，前者的作用与裂纹相当，含这类缺陷的焊接件寿命近似等于裂纹扩展寿命；后者的作用则类似缺口，含这类缺陷的焊接件寿命为裂纹起始与扩展寿命之和，裂纹扩展寿命可用断裂力学的方法计算，始裂寿命则可用材料的始裂寿命公式计算，但在计算中要考虑表面状态修正     

航空发动机叶片TC4钛合金振动疲劳裂纹扩展研究及剩余寿命预测

目的研究TC4钛合金的振动疲劳特性及寿命预测。方法通过共振疲劳试验,分析裂纹尖端应力强度因子的变化规律,计算不同应力水平下疲劳裂纹扩展的速率,建立剩余寿命预测计算模型。结果裂纹尖端的应力强度因子是表征裂纹扩展速率快慢的有效参数,与裂纹长度及应力场的大小相关。在裂纹扩展初期应力为274 MPa的条件下,裂纹扩展速率的试验值与计算值吻合较好。通过寿命预测模型计算可知,当初始裂纹为0.5 mm,最终裂纹长度达到5 mm时,在应力为274、366、422 MPa的条件下,振动循环周期分别为36 577、19 090、13 865。结论在应力比为?1的振动条件下,裂纹扩展速率随应力水平的增大而加快,同时初始裂纹长度越长,应力相同时,裂纹扩展速率提高。通过寿命预测模型,可计算出结构件的使用寿命。     

结构疲劳裂纹扩展寿命的区间预测北大核心

针对结构疲劳裂纹扩展寿命预测中参数不确定性会导致结构裂纹扩展寿命偏差较大的问题,在分析过程中考虑结构材料特性、载荷和裂纹尺寸等的不确定性,将影响结构疲劳裂纹扩展寿命的不确定性参数视为区间变量,给出了疲劳裂纹开始扩展的区间条件;以Paris公式恒幅载荷疲劳裂纹扩展寿命计算公式为基础,提出了恒幅载荷和变幅载荷作用下结构疲劳裂纹扩展寿命预测的区间模型,并且给出了该区间模型求解的优化方法。通过工程实例计算,表明该方法是可行、有效和简便的,它可以作为结构疲劳裂纹扩展寿命预测的一种新方法。     

锥形缺陷对连续管疲劳寿命的影响规律及理论模型建立

为研究含锥形缺陷连续管的疲劳失效机理，利用连续管专用疲劳试验机在内压和弯曲载荷的作用下开展了研究，并对连续管进行弯曲和矫直往复运动。结果表明，连续管锥形缺陷处的应力集中导致裂纹萌生、裂纹快速扩展，直到疲劳失效，并得到了此时相应工况下的连续管疲劳寿命。基于试验的工况条件通过有限元法建立了含锥形缺陷连续管疲劳寿命预测模型，利用试验结果证实了该方法的可行性，最后基于大量的有限元计算结果，利用拟合的方法建立了适用于工程的含锥形缺陷连续管疲劳寿命理论模型。试验结果证实该模型具有可行性，为含缺陷连续管疲劳寿命的安全评估提供了参考依据。     

氧化锆陶瓷室温循环疲劳行为研究

对一种氧化锆陶瓷材料的室温循环疲劳行为进行了研究。陶瓷材料通过干压、冷等静压成型，无压烧结。循环疲劳实验采用四点弯曲法。试验结果表明，该氧化锆陶瓷材料的循环疲劳寿命与循环应力最大值和循环应力幅值在双对数坐标下皆为线性关系，循环应力最大值增大，循环疲劳寿命降低；循环应力幅值增大，疲劳寿命也降低。但循环疲劳寿命对循环应力最大值的依赖程度要大于对循环应力幅值的依赖。循环疲劳寿命与裂纹的初始尺寸在双对数坐标下也呈线性关系，随着裂纹初始尺寸增加，循环疲劳寿命降低。试验结果同时表明，回火消除残余应力试样的循环疲劳寿命都远大于未回火试样。计算表明，该种氧化锆陶瓷的裂纹缓慢扩展指数大约在8～13之间。     

Q960E热影响粗晶区疲劳寿命与ΔKth值的关系分析

基于模拟焊接热循环试验及疲劳裂纹扩展试验,对动载结构用高强钢Q960E热影响粗晶区进行了多种应力幅值作用下的疲劳寿命研究.通过得到Paris方程建立了不同焊接热模拟工艺下疲劳裂纹扩展门槛值（ΔK_th）随不同交变载荷下疲劳寿命值的近似线性关系.利用场发射扫描电镜中背散射衍射功能（EBSD）对疲劳裂纹扩展试样中的裂纹尖端进行了晶体学取向分析及扩展机制讨论.结果表明,在应力幅值ΔP固化后,疲劳寿命N随ΔK_th的增大而增加,其延寿微观机理在于组织中的亚结构取向存在差异,所形成的大角度晶界（≥15°）可有效迫使裂纹转向,从而提高材料的疲劳寿命.     

TiAl合金高温疲劳小裂纹与长裂纹扩展行为

采用原位观察疲劳试验方法研究了变形TiAl合金在650℃下的三维小裂纹扩展行为,利用传统疲劳裂纹扩展试验方法研究了该合金在650～800℃温度范围内的长裂纹扩展行为。结果显示,650℃下,变形TiAl合金的三维小裂纹在低于长裂纹扩展门槛值的区域依然能够扩展,并且扩展速率高于长裂纹;位于试样棱边的横向机械加工刻痕是合金三维小裂纹萌生的主要位置之一,小裂纹在扩展过程中发生偏折并在偏折处合并,合金的疲劳寿命对试样表面的不规则条状加工缺陷不敏感;在650～800℃温度范围内,合金的疲劳长裂纹稳态扩展速率对温度变化不敏感,裂纹扩展过程均显示为解理断裂,裂纹扩展门槛值受韧/脆转变温度影响,韧/脆转变温度以下温度的门槛值较低。     

基于微裂纹扩展的疲劳蠕变寿命预测方法

在"等效裂纹"概念及裂纹扩展理论基础上,从微裂纹扩展导致材料破坏的角度出发,得到了一种新的疲劳蠕变寿命预测模型.该模型在处理微裂纹扩展时考虑了时间无关疲劳以及时间相关静蠕变,循环蠕变的影响.时间无关疲劳裂纹扩展采用Tomkins模型,时间相关蠕变裂纹扩展采用C*控制参量.用该寿命预测模型对1.25Cr0.5Mo钢540℃应力控制下疲劳蠕变寿命进行了预测,预测结果与实验结果符合较好.     

腐蚀疲劳裂缝扩展的韧带模型

采用４３４０、１５和Ａ５０８三种结构钢,八种热处理状态;测定了它们在空气、海水和蒸馏水中的疲劳、应力腐蚀和腐蚀疲劳裂缝扩展速率,并进行了定量断口分析。在比较了叠加模型、竞争模型与实验结果的差异之后,提出了腐蚀疲劳裂缝扩展的韧带模型,拟出了该模型的计算程序。结果表明,尽管这个模型还比较粗糙,某些常数的决定还有点勉强,但由此估算的腐蚀疲劳扩展曲线,无论在形状和数值上,都与实验吻合;而它的简单方便,为工程应用提供了有利条件。     

A NOVEL PARAMETER FOR EVALUATING THE FATIGUE CRACK GROWTH RATE IN CARBON STEELS

1. Introduction Estimation of the fatigue life of a component under cyclic loading is of great interest in the modern engineering design against plastic deformation or conventional fracture. The fatigue process of materials may be approximately divided into two stages, i.e. the fatigue crack initiation and its propagation. The latter is more significant in service, because most of the fatigue life of many engineering components is spent on the crack growth, especially the small crack growth. …     

应力比和频率对低合金钢腐蚀疲劳裂纹扩展机理的影响

在理论分析裂尖局部应变、应变速率及溶解速度的基础上、实验测定了低合金钢ZG20SiMn,SM50B—Zc的腐蚀疲劳裂纹扩展速率,并随着裂纹的扩展测定了裂纹内和裂纹尖端的pH值和金属电极电位、指出降低频率和增加应力比所导致的腐蚀疲劳裂纹扩展速率的增加部分主要来自于氢脆的加速作用     

X80管线钢焊接热模拟热影响区疲劳裂纹扩展行为的分析及预测

通过焊接热模拟方法对X80双相管线钢不同焊接热影响区疲劳裂纹扩展行为进行了研究,并分析实际焊接试样与焊接热模拟试样的热影响区疲劳裂纹扩展行为的差异,讨论了焊接热模拟技术应用于疲劳裂纹扩展寿命预测的可行性。结果表明,当裂纹在粗晶热影响区(CGHAZ)和临界热影响区(ICHAZ)上扩展时,由实际焊接试样与焊接热模拟试样热影响区所测得的疲劳裂纹扩展速率曲线(da/dN-DK曲线)存在明显差异,其原因与显微组织变化引起的裂纹扩展阻力大小不同有关。因此,建议采用实际焊接试样完整的热影响区所测得的da/dN-DK曲线来评估疲劳裂纹扩展寿命。     

FATIGUE CRACK PROPAGATION IN Al-Li ALLOY 8090

Fatigue crack growth rates of Al-Li alloy 8090 in air were found to be strongly dependent up-on the aging conditions.The naturally aged and underaged specimens showed the highest re-sistance to the fatigue crack propagation.The fatigue crack growth resistance of the overagedspecimen is the lowest and that of the peakaged specimen in between.As compared to air,3.5% NaCl solution does not change the effect of aging conditions on the fatigue crackgrowth,but causes a decrease of the resistance to the fatigue crack growth under the same ag-ing condition.Both short cracks from notch and physically short cracks showed much higherrates of fatigue crack propagation in comparison with long cracks under the same aging condi-tion and stress intensity level.The growth behavior of the short crack depends on its type.Thegrowth rate of short crack from notch decreases first to a minimum and then increases with in-creasing △K.However,the physically short crack grows at a progressively increasing rate.The effects of aging conditions are explained in terms of the slip planarity of dislocations andthe cyclic slip reversibility.The observed short crack behavior is considered to be dependent onthe crack closure and the local plasticity near the crack tip.     

8090Al—Li合金的疲劳裂纹扩展

研究了8090型Al—Li合?疲劳裂纹扩展行为以及组织结构和环境的影响,结果表明,在空气中,自然时效和欠时效?现出最好的疲劳裂纹扩展阻力,其次是峰时效状态,而过时效状态的疲劳裂纹扩展阻力最低,在3.5%NaCl水溶液中,时效状态对疲劳裂纹扩展行为有着同空气中相同的影响规律,但在同样的时效条件下,在3.5%NaCl水溶液中的疲劳裂纹扩展阻力要比空气中的低,在相同的应力强度因子范围△K作用下,缺口短裂纹和物理短裂纹均表现出比长裂纹高的扩展速率,用位错的平面滑移性和循环滑移可逆性解释了时效的影响,用裂纹的闭合效应和裂纹尖端塑性区尺寸说明了长短裂纹扩展行为的差别。     

钢在中性水溶液中腐蚀疲劳的研究

本文对16Mn、08PVXt、440C和4340钢在蒸馏水和3.5％NaCl水溶液中的疲劳裂纹扩展速率(FCGR)进行了实验研究,并与一些钢在同类介质中的腐蚀疲劳(CF)实验结果进行了对比。结果表明:一般钢在前种介质中的疲劳寿命(FL)较后者长;08PVXt、440C及4340钢在蒸馏水中的FCGR较NaCl水溶液中高。而16Mn钢则有相反的结果。作者认为,这种情况是由于Cl~-在裂纹萌生和宏观裂纹扩展过程中起的不同作用所致。     

低碳钢的组织对腐蚀疲劳的影响

本文研究了两种低碳钢不同显微组织在盐水和空气中的疲劳裂纹扩展行为,发现显微组织对钢的腐蚀疲劳抗力有重要影响。还讨论了钢的腐蚀疲劳机制及断裂机制图。     

EFFECTS OF STRESS RATIO AND FREQUENCY ON CORROSION FATIGUE CRACK GROWTH MECHANISM IN LOW ALLOY STEELS

Based on theoretical analysis about local strain,strain rate and dissolving rate at crack tip,the corrosion fatigue crack growth rate of steels ZG20SiMn and SM50B-Zc in fresh waterand 3.5% NaCl solution were measured experimentally,and the PH and electrode potentialwithin crack were also measured continuously along with crack propagating.It showed thatthe increase of crack growth rate,caused by both decreasing frequency and raising stressratio,was mainly accelerated by hydrogen embrittlement.