复合材料单面修补铝合金裂纹板的疲劳破坏特性

利用热压成型工艺、采用预固化的单向碳纤维/环氧复合材料补片对铝合金裂纹板进行了修补,测试了裂纹板胶接修补前后的破坏强度、疲劳寿命及裂纹扩展情况,观察了破坏后的断口形貌,分析了复合材料补片的止裂机理。结果表明,经过单向碳纤维/环氧复合材料补片胶接修补后,其破坏强度和疲劳寿命均有显著的提高,破坏强度提高了34.28%,恢复到完好板的85.83%,疲劳寿命提高2.06倍;裂纹板的临界裂纹长度从17.86 mm增加到28.64 mm,从而延长了裂纹缓慢扩展阶段,延缓了裂纹快速扩展;其断口形貌方式发生生了明显的变化。     

硅酸铝纤维／铝合金复合材料的高温疲劳特性

采用加压铸造法来制备硅酸铝短纤维增强铝合金材料,并通过与ZL109合金的对比试验,研究高温下材料的冲击疲劳特性。结果表明;在本试验条件下硅酸铝短纤维增强铝合金复合材料的高温冲击疲劳性能不如ZL109合金,但是随试验温度的提高,ZL109合金的抗冲击疲劳能力下降的速率比硅酸铝短纤维增强铝合金复合材料的快。     

金属材料超长寿命区域的疲劳特性

高周疲劳是始于19世纪中期铁道车轴疲劳破坏的、早就在研究的问题，作为钢铁材料的疲劳极限超过107次的超长寿命区域的疲劳问题近年来备受关注。其背景问题有：1)是高龄化设备时代的到来。对于在经济高速成长时期，当出现疲劳问题之前就要取代、更新的一些设备及机器，最近为了使用到它们的寿命时限，有必要正确评价这些机器原来的疲劳寿命，并从现在的观点适当地预测它们的剩余寿命。2)是伴随机器高性能化及使用环境苛刻     

管线钢疲劳裂纹扩展速率与疲劳寿命关系的研究

通过对管线钢表面缺陷的断裂力学分析,建立了用管线钢的疲劳裂纹扩展数据估算含初始缺陷的管道在运行条件下的疲劳寿命的数学计算方法．用该方法计算了6种管线钢在给定运行条件下的疲劳寿命,并进行了模拟实际条件的疲劳实验,表明管线钢疲劳寿命的计算值与实验值之间存在良好的线形关系,即在疲劳裂纹扩展实验结果的基础上,计算管线钢在实际运行条件下的疲劳寿命是可行的．同时讨论了管线钢的组织对其疲劳性能的影响．     

SiC纤维增强Ti基复合材料疲劳研究进展

对SiC纤维增强Ti基复合材料(SiCf/Ti)疲劳损伤机制、疲劳寿命及其影响因素进行详细的回顾,并重点综述了影响SiCf/Ti寿命的主要因素,包括外在因素(控制模式、应力比、加载频率、温度和环境)和内在因素(基体合金、纤维性质、纤维体积分数、界面和纤维涂层),提出了当前研究存在的问题和今后潜在的发展方向。     

铝合金疲劳性能的研究进展

本文对铝合金疲劳性能的研究进展进行了全面综述,介绍了疲劳裂纹萌生、扩展与失稳阶段各自的机理及对铝合金构件的影响,以及对疲劳裂纹的影响因素和疲劳寿命的估算方法,最后指出今后铝合金疲劳行为的微观机制、提升疲劳性能的方法及疲劳寿命的准确预测等研究方向。     

氧化锆基复合材料的裂纹扩展和疲劳性能

氧化锆(ZrO2)陶瓷中的应力诱导相变概念,在陶瓷领域颇具新意。70年代业已证明,ZrO2陶瓷确实有一个抗裂纹扩展的相变韧化机理。应力诱导相变就是裂纹尖端的亚稳四方晶体向单斜晶体转变,伴随体积膨胀诱导出压缩应力,起着减小裂纹扩展驱动力的作用。四方晶体的ZrO2陶瓷(TZP),通过添加不同氧化物,例如铈氧化物(Ce-TZP)或钇氧化物(Y-TZP),以四方对称的形式保持稳定。ZrO2陶瓷也能以四方晶体形式存在于立方基体中。MgO可部分稳定ZrO2,称为Mg-PSZ;ZrO2也可作为复合材料的一部分,例如Al2O3-ZrO2复合材料,称为ZTA。经过大…     

圆角喷丸铝合金材料疲劳特性的试验研究

通过不同直径圆角铝合金在喷丸和未喷丸下的疲劳对比试验,研究了圆角半径对疲劳寿命的影响。结果表明:圆角喷丸强化试验件的疲劳寿命高于未喷丸的试验件,但分散性增大;圆角半径越大,喷丸件寿命分散性越大。     

SiC晶须增强6061Al基复合材料的热机械疲劳性能 Ⅱ．疲劳寿命和损伤机制

研究了体积分数为15%和28%SiCW／6061Al基复合材料的同相和反相热机械疲劳寿命和损伤机制。结果表明在小应变范围时,同相比反相疲劳寿命长,而在大应变时,同相疲劳寿命接近（对于28%SiCW)、甚至短于（对于15%SiCW)反相热机械疲劳寿命;15%SiCW/6016Al基复合材料的反相热机械疲劳寿命高于28%SiCW/6016Al基复合材料的寿命。两种材料的同相热机械疲劳寿命曲线存在交叉点,寿命高低取决于应变水平;同相和反相热机械疲劳的损伤均为空洞在SiC晶须周围基体中形核、长大和连接。     

SiC晶须增强6061Al基复合材料的热机械疲劳性能Ⅱ.疲劳寿命与损伤机制

研究了本积分数为１５％和２８％ＳｉＣＷ／６０６１Ａｌ基复合材料的同相和反相热机械疲劳寿命和损伤机制．结果表明：在小应变范围时,同相比反相疲劳寿命长,而在大应变时,同相疲劳寿命接近（对于２８％ＳｉＣＷ）、甚至短于（对于１５％ＳｉＣＷ）反相热机械疲劳寿命;１５％ＳＩＣＷ／６０１６Ａｌ基复合材料的反相热机械疲劳寿命高于２８％ＳｉＣＷ／６０１６Ａｌ基复合材料的寿命．两种材料的同相热机械疲劳寿命曲线存在交叉点,寿命高低取决于应变水平;同相和反相热机械疲劳的损仿均为空洞在ＳｉＣ晶须周围基体中形核、长大和连接．     

2024锻造铝合金疲劳性能研究

本文着重研究了2024锻造铝合金经过T4及T6热处理后其单轴及多轴疲劳性能。采用了两种不同热处理方式制备出具有不同微结构的2024锻造铝合金,研究其在不同加载状态下的变形行为、疲劳机制及疲劳寿命。主要内容包括：对2024锻造铝合金进行单向拉伸、应力控制的单轴拉压疲劳及两种多轴拉扭疲劳试验,研究了加载状态与疲劳寿命的关系。结果表明,2024锻造铝合金材料的疲劳寿命对热处理和加载状态的敏感性很大,表现为在相同加载状态下2024-T4和2024-T6试样的寿命差别较大,以及同一热处理试样在不同应力幅值和不同加载路径下疲劳寿命差异大。     

铸造铝合金在多轴非比例载荷下的低周疲劳行为研究

主要研究了356铸造铝合金在多轴非比例载荷下的低周疲劳性能。结果表明，合金在循环变形过程中表现为循环硬化特征，循环硬化的程度表现出对非比例加载路径的依赖性；在相同等效应变幅值下，合金的非比例加载低周疲劳寿命小于比例加载，且非比例加载低周疲劳寿命也表现出对非比例加载路径的依赖性；在多轴疲劳寿命预测模型中考虑非比例加载路径对疲劳寿命的影响可以大大提高寿命模型预测的精确度。     

预变形对2E12铝合金拉伸性能和疲劳寿命的影响

采用拉伸性能及疲劳寿命测试、扫描电镜和透射电镜观察等方法研究了固溶处理后预拉伸变形量对2E12铝合金拉伸性能及疲劳寿命的影响。实验结果表明,随着固溶处理后预变形量的增加,合金强度增加,延伸率下降,呈现典型的加工硬化特点,但是抗拉强度的增幅要小于屈服强度;另外,随着预变形量的增加,2E12铝合金疲劳寿命呈逐渐下降趋势。这些结果主要是由于预变形增加了合金基体内位错密度,从而既提高了合金屈服强度,又提高了试样表面及内部微裂纹缺陷的形成数量。     

TC21钛合金板孔冷挤压残余应力与疲劳性能研究

针对飞机后机身框TC21损伤容限钛合金带孔零件在服役过程中易过早产生疲劳裂纹的问题,采用开缝衬套冷挤压强化工艺进行了不同挤压量下的孔强化实验,并对挤压强化后的试样进行疲劳试验研究,得到了挤压量对TC21钛合金疲劳增益的影响规律。通过有限元仿真的方法研究了挤后孔边残余应力分布规律,从宏观和微观两方面观察和分析了不同挤压量下的疲劳断口形貌,探讨了冷挤压对孔边疲劳裂纹的萌生和扩展的影响,揭示了疲劳增益机理。研究结果表明,冷挤压强化后的孔边存在明显的切向压缩残余应力,改变了孔边裂纹萌生位置,延长了交变载荷作用下的疲劳裂纹扩展寿命,疲劳寿命随着挤压量的增大而明显提高,挤后试样疲劳寿命均提高50%以上。     

2D12-T4铝合金微弧氧化膜的性能研究

对2D12-T4热处理状态铝合金微弧氧化防护膜层的拉伸强度和疲劳性能进行了研究.结果表明,随着氧化时间的增加,膜层厚度正比增加,膜层主要由γ-Al₂O₃和α-Al₂O₃及大量的非晶相构成;微弧氧化对基体的拉伸强度等力学性能影响较小,但会显著降低材料的疲劳性能,降低超过基体的100倍.     

6156-T62铝合金的高周疲劳性能研究

研究了不同取样方向和应力集中系数(Kt)条件下6156铝合金的高周疲劳性能,并利用金相、透射和扫描电镜对合金的显微组织及断口进行了观察。结果表明,在同一应力水平条件下,取样方向对光滑试样和缺口试样的疲劳寿命影响甚微。光滑试样(Kt=1)的疲劳寿命大于缺口试样(Kt=3)的疲劳寿命,表明此合金有明显的缺口效应。第二相粒子在疲劳裂纹萌生过程中起关键作用,绝大部分裂纹都是在表面粗大粒子上或粒子/基体界面上萌生。     

AI-Si-Cu-Mg(-Er)铸造铝合金的低周疲劳行为

对金属型铸造Al-Si-Cu-Mg和Al-Si-Cu-Mg-Er铝合金进行了疲劳试验,并研究了其室温下的低周疲劳行为。试验结果表明:金属型铸造Al-Si-Cu-Mg和Al-Si-Cu-Mg-Er铝合金表现为循环应变硬化和循环稳定,主要取决于外加总应变的高低;稀土元素Er的加入可提高金属型铸造Al-Si-Cu-Mg合金的循环变形抗力和疲劳寿命;金属型铸造Al-Si-Cu-Mg合金的塑性应变、弹性应变与断裂时的载荷反向次数之间呈直线关系,Al-Si-Cu-Mg-Er合金的弹性应变与疲劳断裂时的载荷反向次数之间也呈直线关系,但其塑性应变与疲劳断裂时的载荷反向次数之间则呈双线性关系。     

Tensile and Plane Bending Fatigue Properties of Two TRIP Steels at Room Temperature in the Air—A Comparative Study

Due to worldwide environmental concerns, automobile industries are trying to reduce the weight of the vehicles without compromising the crashworthiness by employing high-strength steel sheets as much as possible. Transformation-induced plasticity (TRIP) steels, relatively newer in the structural application, might play an important role in this regard. In this present work, tensile and plane bending fatigue properties and fracture behaviors of two low-alloy TRIP (TRIP590 and TRIP780 grades) steels were investigated at room temperature in air. After mechanical tests, fractographic observations were carried out in the SEM. Both steels showed reasonably high values of elongations and fatigue limits. However, with an increase in the bending stress level, the fatigue performance of TRIP780 steel improved gradually.     

雾化喷射成型SiCp／2014复合材料的力学性能及断口分析

对雾化喷射成型的ＳｉＣｐ／２０１４颗粒增强金属基复合材料及其基体合金进行了力学性能及断口的分析研究。结果表明，峰时效时复合材料的室温拉绅强度高于基体合金，但塑性下降，导致塑性下降的原因，分析认为是与热压后微观区域的ＳｉＣｐ分布不十分均匀有关。