板状构件的疲劳裂纹形成及疲劳寿命预估

采用虚功原理分析了大范围损伤条件下平面应力板状构件的疲劳裂纹形成及疲劳寿命预估问题。导出了平面应力板状构件在大范围损伤条件下的疲劳裂纹形成及疲劳寿命预估的封闭解答。该方法力学概念清晰、明确,可广泛用于分析各类板状构件在大范围损伤条件下的疲劳裂纹形成及疲劳寿命预估问题。为预估板状构件的疲劳裂纹形成及疲劳寿命提供了新思路和新方法。     

冷轧机支撑辊的疲劳裂纹形成寿命预估

应用大范围损伤下预估非纯弯曲梁疲劳裂纹形成寿命的封闭解答公式,预估了冷轧机支撑辊的疲劳裂纹形成寿命.本文方法具有简单有效的特点,为预估冷轧机支撑辊的疲劳裂纹形成寿命提供了新思路和新方法.     

带表面裂纹焊接构件疲劳寿命与安全性的概率评定

本研究以对接接头焊趾表面裂纹疲劳扩展随机模型与统计分析为基础，分析了焊趾表面裂纹疲扩展的极限状态，探讨了带表面裂纹焊接构件疲劳扩展寿命与安全性的概率评定方法。     

计算碳素钢构件疲劳寿命的一种工程方法

给出了计算碳素钢构件疲劳寿命的一种工程方法。作为验证,给出了两个算例,证明这一方法具有工程精度,可用于工程计算。     

无损检测可靠性与裂纹形成寿命探讨

检测方法的可靠性直接影响结构疲劳裂纹形成寿命估计值,提出一种利用的无损检测（ＮＤＴ）可靠性理论对疲劳试验结果进行修正的方法。     

疲劳寿命预测方法综述

综述了疲劳裂纹形成寿命和疲劳裂纹扩展寿命的预测方法,评述了各种不同预测方法的基本假设、估算步骤和特点,并对疲劳寿命预测方法进一步的发展方向作了展望。     

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．     

加载频率和超载对腐蚀疲劳裂纹起始寿命的影响

研究了加载频率和超载对ＬＹ１２ＣＺ铝合金切口件在３．５％ＮａＣｌ溶液中腐蚀疲劳纹起始寿命的影响。结果表明，当加载频率ｆ≥１Ｈｚ时，频率对ＣＦＣＩ寿命无显著影响；拉伸超载显著延长铝合金ＣＦＣＩ寿命。超载延寿效应的程度取决于由超载引起的切口根部局部应变值。     

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.     

桥式起重机焊接部件疲劳裂纹寿命估算

讨论了疲劳裂纹起始寿命公式和局部应变法在桥式起重机焊接件裂纹起始寿命计算中的应用。讨论了统计学、疲劳裂纹概率断裂力学和Monte Carlo法在桥式起重机焊接件裂纹扩展寿命计算中的应用。最后,应用Monte Carlo法和Weibull分布对桥式起重机焊接件疲劳裂纹总寿命进行分析。     

基于损伤力学的含夹杂粉末高温合金FGH96低周裂纹萌生寿命预测

研究FGH96粉末高温合金中夹杂物对低周疲劳寿命的影响,提出基于损伤力学理论的低周裂纹萌生寿命预测模型,在建立损伤演化方程后提出损伤表征参数.对含夹杂物和不含夹杂物的粉末高温合金试样在530℃和600℃下进行疲劳试验,并对具有椭圆形、半椭圆形、多边形和条形表面/亚表面夹杂物的试样进行模型验证,然后通过有限元模拟进行应力...     

Prediction of fatigue crack propagation life in notched members under variable amplitude loading

One of the interesting phenomenon in the study of fatigue crack propagation under variable amplitude load cycling is the crack growth retardation that normally occurs due to the application of a periodic overload. Fatigue crack growth rate under simple variable amplitude loading sequence incorporating period overloads is studied using single edge notched specimens of AISI304 stainless steel. Load interaction effects due to single and multiple overload have been addressed. Substantial retardation of fatigue crack growth rate is observed due to the introduction of periodic tensile overloads. Estimates of fatigue life have been obtained employing Wheeler model (using Paris and modified Paris equations) and Elber’s model. Analytical predictions are compared with experimental results. Results of these analytical fatigue life predictions show good agreement with the experimental fatigue life data. Fatigue crack propagation rates also have been evaluated from the fractographic study of fatigue striations seen on the fracture surface. Good agreement was found between the experimentally observed crack growth rates and the fatigue crack growth rates determined by the fractographic studies.     

基于Tanaka-Mura位错模型的疲劳裂纹萌生寿命预测

为了准确预测材料的疲劳寿命,提高结构疲劳寿命预测精度,对ABAQUS有限元数值模拟预测试样疲劳寿命的方法进行了研究. 基于Tanaka-Mura位错理论,利用python语言对ABAQUS进行二次开发,模拟预测了S960QL马氏体钢和Ti₂AlNb钛合金接头各区域疲劳裂纹萌生寿命. 利用泰森多边形法生成了晶体特征单元建立了微观子模型,考虑了体心立方结构相互垂直的两条滑移带作为潜在的裂纹萌生位置,并对具有相同取向的多条平行滑移带都进行了模拟计算. 通过计算得到的裂纹扩展速率变化,给出了裂纹萌生阶段过渡到裂纹扩展阶段的临界点处的裂纹萌生寿命. 模拟结果表明,除焊缝柱状晶组织外裂纹萌生寿命与试验数据吻合良好.     

高速热模锻模具热疲劳裂纹萌生期预测

在考虑高速热模锻凹模的材料性能和工况条件基础上，由Ｃｏｆｆｉｎ－Ｍａｎｓｉｏｎ公式导出了热疲劳裂纹萌生期预测公式，并采用这一公式对高速热模锻凹模进行了热疲劳裂纹萌生期的预测。通过试验发现预测结果与试验结果基本吻合。     

A356铸造铝合金的疲劳裂纹萌生及短裂纹扩展研究

研究了A356-T6铸造铝合金的缺口疲劳裂纹萌生与早期扩展行为及机制.结果表明,热等静压试样的疲劳抗力优于非热等静压试样.对于钝缺口试样,疲劳裂纹萌生于缺口根部附近的多个平面,最终哪个裂纹源扩展成主裂纹取决于局部微观组织.对于缺口几何形状不同的热等静压和非热等静压疲劳试样,在疲劳过程中,不管是在高应力状态下,还是在低应力状态下,都出现了铝基体的循环塑性变形和共晶硅粒子断裂导致疲劳裂纹萌生.对于非热等静压试样,铸造缩孔在构件的疲劳过程中起着重要作用,但即使缺口根部存在较大尺度的铸造缩孔,导致了疲劳裂纹萌生,但也同时观察到疲劳裂纹从共晶硅粒子、金属间化合物、铝基体的滑移带和铁基金属间化合物等处萌生.对于脆性的A356铸造铝合金可采用修正的断裂力学参量ΔKn、局部应力范围Δσ或局部应变幅Δε/2作为控制参量来表征疲劳裂纹萌生行为,而缺口有效应力强度因子范围ΔKneff和ΔJs参量可用来表征缺口场中短裂纹扩展行为.     

含埋藏球形缺陷管道蠕变裂纹萌生寿命的预测

文中利用有限元方法,实现了高温条件下对含埋藏球形缺陷管道蠕变裂纹萌生时间的计算和预测,建立了108个有限元模型,涵盖了广泛的尺寸因素和载荷因素:3种径厚比（R_i/T）,3种缺陷尺寸（a/T）,3种缺陷位置（e/T）和4种内压（p）.提出一个新的参量——平均等效应力,它不仅能够表征整个蠕变过程的应力状态,也能表征整个蠕变过程的损伤发展.通过非线性回归分别得到蠕变裂纹萌生时间与平均等效应力的函数关系以及径厚比（R_i/T）,缺陷尺寸（a/T）,缺陷位置（e/T）和内压（p）与平均等效应力的函数关系,从而得到各尺寸因素（R_i/T,a/T,e/T）和载荷因素（p）与裂纹萌生时间的函数关系,即蠕变裂纹萌生时间预测公式.     

Effects of solidification structure on fatigue crack initiation and fatigue strength in Al−Si−Mg cast alloys

Rotating-bending uniaxial fatigue tests and micro-fatigue crack initiation tests were carried out using a permanent mold cast (PMC) and semi-solid die cast (SDC) with Al−7%Si−0.35%Mg composition in order to examine the relationship between solidification structures and fatigue behaviors. The crack length was measured using a replication method. Fatigue strength was improved in SDC, which was almost consistent with the predicted fatigue strength using the size of Si particle cluster. Resistance to fatigue crack initiation and fatigue strength were improved in SDC owing to the finer Si cluster and to higher ultimate tensile strength. Fatigue crack in PMC was preferentially initiated at pores. For SDC, the fatigue crack was initiated at the Si particle/matrix interface, and then sucessively grew along eutectic cell boundaries.     

2A97铝锂合金的疲劳裂纹萌生及早期扩展行为(英文)

研究2A97铝锂合金的疲劳裂纹萌生及早期扩展行为。在室温条件下,采用光滑试样进行疲劳测试,其中最大应力为恒定值,应力比R为0.1,频率f为40 Hz。利用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜及电子背散射衍射等手段对合金的微观组织进行分析,研究合金的疲劳裂纹萌生及早期扩展行为与其微观组织的关系。结果表明:2A97合金的疲劳裂纹主要萌生于试样表面的杂质相和粗大第二相处;其疲劳裂纹的早期扩展行为主要受晶粒结构与位错或滑移带共同作用的影响。当相邻晶粒的错配度接近于其晶内的最优滑移面的位向差时,大角度晶界强烈阻碍滑移带的运动,从而导致裂纹分叉和偏折。