应力比对铸造TC4钛合金疲劳裂纹扩展特性的影响

为了研究不同应力比下铸造TC4钛合金疲劳裂纹扩展特性,采用逐级降载法测试铸造TC4疲劳裂纹扩展门槛值ΔKth和疲劳裂纹扩展速率,并分析影响裂纹扩展及门槛值ΔKth的因素.结果表明,应力比R为0.06,0.5,0.7时,其门槛值分别为13.279 3 MN/m3/2,6.368 90 MN/m3/2和4.461 94 MN/m3/2,且裂纹扩展门槛值随应力比的增大而减小,裂纹扩展速率随应力比的增大而加快.     

LC4CS铝合金的疲劳裂纹扩展速率表达式

采用实验方法测定了 LC4CS 铝合金板材在不同应力比下的近门槛区疲劳裂纹扩展速率。所得的实验结果可很好地用公式 dα/dN=(ΔK-ΔK_(th))~2拟合。对实验结果的分析表明,对于 LC4CS 铝合金,公式中 B 的值可由材料的杨氏模量估算;根据实验结果按照上述公式外推求得精确的ΔK_(th)值是可行的。依据实验和分析结果提出了 LC4CS 板材疲劳裂纹扩展速率的一般表达式。该式的有效性为文献中的实验结果所证实。本文的研究结果进一步表明,如果已知材料的ΔK_(th)值和中区(dα/dN=10~(-8)～10~(-6)m/cycle)疲劳裂纹扩展机制,则可根据材料的拉伸性能预测其疲劳裂纹扩展速率。     

根据拉伸性能预测铝合金板材的疲劳裂纹扩展速率

本文在郑修麟和Hirt提出的疲劳裂纹扩展公式基础上’结合铝合金疲劳裂纹扩展门槛值的经验公式,提出了一个根据拉伸性能预测铝合金板材疲劳裂纹扩展速率的新方法。大量实验数据与估算结果对比表明,本文提出的疲劳裂纹扩展速率估算式是可行、实用的。此外,本文还强调了疲劳裂纹扩展门槛值△K_(th)在疲劳寿命估算中的重要性和工程中的实用性。     

氢蚀对Cr-Mo钢断裂韧性和裂纹行为的影响

选用经４００℃，２０ＭＰａ，１０５ｈ氢暴露后的Ｃｒ－Ｍｏ钢进行了拉伸试验、疲劳试验和断裂韧性试验。结果表明，氢蚀使Ｃｒ－Ｍｏ钢强度、塑性和断裂韧性均降低，也使断裂机制由韧窝型转变为解理脆性，氢蚀使疲劳裂纹扩展速率增加，门槛值降低。Ｃｒ－Ｍｏ钢氢蚀后，随应力比Ｒ的增加，疲劳裂纹扩展门槛值大幅度降低。     

20kHz频率下7010铝合金的裂纹扩展速率及其门槛值

用超声疲劳法研究了7010铝合金的裂纹扩展速率及其门槛值,分析了晶粒结构和应力比的影响,并与常规试验结果进行比较。超声疲劳十分适宜于10－6～10－9mm／cycle的近门槛值扩展研究。     

LY12CZ铝合金板材中的疲劳裂纹扩展

本文总结了 LY12CZ 铝合金板材在不同应力比 R 下的疲劳裂纹扩展速率、尤其是近门槛区的裂纹扩展速率 da/dN 和裂纹扩展门槛值⊿K_(th)的实验结果,并应用根据裂纹扩展的静态断裂模型导出的公式,对 LY12CZ 这样的疲劳裂纹以典型条带机制扩展的合金中的裂纹扩展,进行定量分析。实验和分析结果表明,在 R=0～0. 5和 da/dN<1. 0×10~(-3) mm/cycle 的范围内,根据裂纹扩展的静态断裂模型导出的公式:da/dN=B(⊿K-⊿K_(th))~2,能很好地拟合 LY12CZ 板材的裂纹扩展的实验结果;式中 B 值可按下式估算:B=1/2π(0. 1E)~2,⊿K_(th)之值可根据裂纹扩展的实验数据进行回归分析求得。在应力比 R=0～0. 5的范围内,⊿K_(th)=9. 3(1-R)~(0. 933) ,da/dN=3. 18×10~(-7) (⊿K-9. 3(1-R)~(0. 933) )~2。     

天然橡胶撕裂能和疲劳裂纹扩展速率研究

应用金属疲劳和断裂力学的理论和方法研究橡胶材料的疲劳、断裂性能。用柔度法测试了一种天然橡胶１６个配方的撕裂能Ｔ及其临界值Ｔｃ;还测试了疲劳裂纹扩展速率ｄａ／ｄＮ及其门槛值ΔＴｓ。各配方的Ｔｃ值分布自４８．５ｋＮ／ｍ至１３６ｋＮ／ｍ;ΔＴｓ值自３．９ｋＮ／ｍ至９ｋＮ／ｍ。研究结果为进一步研究材料性能和材料研制及工程应用选材提供了依据。     

微机辅助近门坎区疲劳裂纹扩展速率测试

本文介绍了用降 K 增 K 法测疲劳门坎值ΔK_(th)及近门坎区疲劳裂纹扩展速率的 Apple-Ⅱ微机辅助测试系统。提出了有效利用降 K 法时,如何给定变载系数 C与降载扩展间隔(Δa)_D 以及如何正确确定门坎值。最后给出了系统用于 Lc9铝合金近门坎区腐蚀疲劳裂纹扩展速率的试验结果。     

20Cr2Ni4钢的腐蚀疲劳与环境活化因子

研究发现2OCr2Ni4钢在液体介质中应力比(含应力腐蚀R=1)的增加可导致腐蚀疲劳门槛的降低和裂纹扩展速率的增加;当介质酸性增加时,门槛值有所降低但幅度不大,而平台区裂纹扩展速率则大幅度提高.研究表明,介质对裂纹扩展的促进作用取决于裂纹尖端区的应变和应变速率,并由此提出了活化因子和临界活化因子的概念及相应的计算公式.     

预切口沥青混合料小梁疲劳试验研究

沥青路面在初始裂纹形成后的裂纹扩展规律对于沥青路面的设计和养护具有重要的理论与实践意义。基于疲劳断裂力学原理,对沥青混合料小梁进行了疲劳裂纹扩展试验,研究了复合型裂纹的扩展规律。结果显示,对于I—II复合型裂纹,扩展初期表现出复合裂纹扩展特性,随着裂纹的继续扩展,表现出I型裂纹特征;随着预切口到加载中心距离的增大,沥青混合料小梁的疲劳寿命增大;对于连续级配沥青混合料,最大粒径越大,小梁的疲劳寿命越长。     

一个普遍的疲劳裂纹扩展公式--确定ΔK_(th)的新方法

业己证明,疲劳裂纹扩展的断裂模型以及根据这一模型导出疲劳裂纹扩展公式:da/dN=B(△K-△K_(th))~2,可用于描述疲劳裂纹扩展机制为:微孔连接、显微解理和晶间分离等机制的金属中的疲劳裂纹扩展过程。本文用实验结果进一步证明,疲劳裂纹扩展的断裂模型以及据此导出疲劳裂纹扩展公式,也可用于描述疲劳裂纹以条带机制扩展的金属中的疲劳裂纹扩展,因而可以认为是普遍适用的。公式中的常数 B,在疲劳裂纹以条带机制扩展的合金中,可根据杨氏模量 E 计算:B=1/[2π(0. 1E)~2] 。实验结果还表明,根据上述公式对疲劳裂纹扩展的实验数据进行回归分析,可以求得精确的疲劳裂纹扩展门槛值△K_(th)。这是一种确定△K_(th)值的新方法,不需要专门的实验,可节约时间和经费。     

Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展门槛条件的实验研究

本文研究三种金属材料在Ⅰ-Ⅱ复合加载条件下疲劳裂纹扩展的门槛条件。应用切口试样和预裂试样测试了疲劳裂纹扩展的门槛值和破坏曲线,并对实验结果同其他实验和理论准则进行了对比,论证了在Ⅰ-Ⅱ复合载荷条件下可将切口试样的破坏曲线作为工程设计的依据。     

钢桥面板纵肋顶板焊缝多裂纹扩展特性

为探明钢桥面板纵肋顶板焊缝焊趾多裂纹扩展形态变化及竞争机制,基于断裂力学理论并联合运用ABAQUS与FRANC3D,在验证数值模拟方法可靠性的基础上,建立钢桥面板节段模型,在焊趾区域植入共面或异面裂纹,进行裂纹扩展对比分析。结果表明：共面裂纹在扩展过程中存在单裂纹扩展、裂纹融合及融合后扩展3个阶段,裂纹融合时最深点处扩展速率陡增,且中点处扩展速率大于两侧,进而裂纹趋于半椭圆形,融合后扩展过程中形状比逐渐减少;焊趾与热影响区裂纹构成的异面裂纹间存在扩展竞争机制,初始尺寸相同时,随着多裂纹扩展的进行,裂纹尺寸差异逐渐放大,裂纹间相互作用对热影响区裂纹扩展的抑制作用也逐渐增强,并且热影响区裂纹在扩展至一定深度时,因裂纹尖端ΔKeff低于门槛值而停止扩展,此深度随异面间距s2增加而增加;率先到达疲劳破坏临界值的主导裂纹,在尺寸比≤1.4时为焊趾裂纹,≥1.5时为热影响区裂纹。     

低碳钢在碳化氨水介质中短裂纹疲劳扩展规律的探讨

根据短裂纹的观点，讨论了低碳钢在碳化氨水介质中短裂纹疲劳扩展的规律。得出在短裂纹疲劳扩展范围内，随Δｋ增加，断裂从ＣＦ→ＳＣＦ→Ｆ转变；Δｋ（１ＳＣＣ）≈２１０Ｎ／ｍｍ（３／２）；在腐蚀疲劳条件下外加阴极保护电位促进短裂纹扩展；充氢条件下，大大加速短裂纹疲劳扩展。     

氢环境中低碳钢短裂纹疲劳扩展规律的研究

采用电解充氢方法，研究了低碳钢在氢环境中，短裂纹疲劳扩展规律。结果表明，在相同ΔＫ值下，ｄα／ｄＮ与腐蚀疲劳相比，提高了约一个数量级：ΔＫｔｈ（Ｈ）≈１０５Ｎ／ｍｍ＾３／２；金相分析表明：裂纹以沿晶和穿晶混合型扩展。     

近门槛区疲劳裂纹扩展特性

本文综述了近年来对近门槛区疲劳裂纹扩展特性的研究,尤其是对短裂纹扩展特性的研究,包括短裂纹的奇异现象。文中强调了裂纹闭合现象对长、短疲劳裂纹扩展的影响,分析了几种闭合机制,对目前各种测量闭合效应的试验方法予以了详细的归纳和评述,指出了在目前的试验条件下,应变片法是一种较理想的方法。最后,文中指出了近门槛区疲劳裂纹扩展研究中一些值得注意的现象和问题。     

不同应力比下SiCp/Al复合材料疲劳裂纹扩展行为

为了研究应力比对SiC颗粒增强铝基复合材料疲劳性能的影响,采用真空液态搅拌法制备了SiCp/Al复合材料,并对CT试样循环加载测定其裂纹扩展曲线.研究了三种不同应力比下的裂纹扩展行为,结果表明:随着应力比R增大,疲劳裂纹扩展速率da/dN降低.疲劳裂纹的断口形貌塑性断裂越明显,裂纹尖端塑性区增大,裂纹尖端钝化越显著,二次裂纹数量增加.     

第二相对GH33A合金疲劳和蠕变交互作用机制的影响

本文研究了第二相对GH33A合金在700℃下,疲劳和蠕变交互作用行为的影响。结果表明,晶界第二相的大小及粒子间距对晶界损伤方式有着很大影响。细小紧密链状分布的晶界第二相,将导致晶界损伤为W型蠕变裂纹。从而使疲劳主裂纹与其前沿的W型裂纹连接扩展成为疲劳蠕变交互作用的主要方式。反之,粗大稀疏的晶界第二相,将使R型蠕变空洞成为其主要晶界损伤方式,也就决定了其疲劳和蠕变交互作用机制主要是主裂纹与其前沿空洞连接扩展。并给出了疲劳裂纹与其前沿R型空洞连接扩展的临界条件:K_L~I≥4αEσ_s(λ-p)。     

TC4钛合金的疲劳裂纹扩展Walker公式

为了研究不同应力比下TC4钛合金疲劳裂纹扩展特性,用Warker公式来描述不同应力比下的疲劳裂纹扩展速率.按照标准试验方法,试验加载应力比分别为0.06,0.5,0.7.利用递增多项式数据处理的计算程序,绘制了铸造TC4钛合金疲劳裂纹扩展速率曲线,并对疲劳断口进行扫描分析,计算Walker公式下的材料常数.结果表明,当应力比R≥0时,疲劳裂纹扩展速率随应力比的增大而增大,表现为疲劳条带间距增大.计算得材料常数m为4.082 16,n为-0.023 91,C为6.963 04×10-7.     

淬火温度对5CrMnMo钢的显微组织与疲劳裂纹扩展行为的影响

本文论述淬火工艺及显微组织对5CrMnMo钢疲劳扩展特性的影响,并分析在350℃回火使晶界弱化的条件下,疲劳裂纹的扩展行为。研究结果表明:随淬火温度升高,则较低ΔK下的疲劳裂纹扩展速率da/dn降低,疲劳扩展寿命Np升高;经双重处理(1200/60O+880℃)的组织具有最低的da/dn和最高的Np,超高温(1200℃)淬火组织也具有较低的da/dn和较高的Np。350℃回火会使疲劳裂纹扩展曲线斜率m值和da/dn增大,提高淬火温度会使da/dn及m值均有所下降。