X60海底压力管道表面裂纹韧性扩展研究

为了研究不同条件下管道表面裂纹的应力强度因子变化规律和扩展过程,以X60海底压力管道为研究对象,利用万能材料试验机得到X60管线钢的应力-应变曲线,采用ABAQUS有限元软件建立裂纹仿真模型,并利用管线力学公式进行验证,通过改变裂纹深径比、大小、位置以及海水流速,得到不同参数对裂纹应力强度因子的影响规律;利用扩展有限元...     

高速缓冲液压缸内表面裂纹扩展特性研究

由于制造缺陷、疲劳及腐蚀等原因,缓冲液压缸在服役过程中内壁会产生轴向裂纹,严重影响液压缸的结构强度、缓冲性能和使用寿命。通过AMESim液压仿真平台建立缓冲系统模型来模拟实际工况,将缓冲油压作为有限元分析的初始载荷,建立缓冲缸有限元模型和裂纹扩展模型,研究不同初始裂纹形状、裂纹位置对疲劳寿命的影响,并分析裂纹前缘动态应力强度因子和裂纹形貌的变化。结果表明：无缺陷的油缸完全能承受缓冲压力;裂纹初始长度一定时,随着深长比增大,裂纹前缘应力强度因子会整体增大,裂纹扩展速度加快;不同深长比的初始裂纹经过多次循环载荷后都更倾向于在长度方向快速扩展;缸体内不同位置的裂纹疲劳寿命存在较大差异,在壁厚较小的边角位置,疲劳裂纹扩展寿命最短。     

裂纹扩展增量对裂纹扩展稳定性影响的研究

在实际的裂纹扩展仿真分析中需要确定三个主要参数,包括局部裂纹扭转角度、局部裂纹扩展增量以及扩展后裂纹尖端的拟合外伸,而对于裂纹扩展增量往往根据计算结果精度的需求来确定其大小,忽略了裂纹扩展增量对裂纹扩展稳定性的影响.针对这一问题,利用FRANC3D和Abaqus软件联合仿真分析计算了Q235钢CT试样在不同裂纹扩展增量...     

超载系数对裂纹扩展的影响分析

以压水堆核电站一回路安全端含缺陷焊接接头为研究对象,利用扩展有限元(XFEM)研究了超载系数对异种金属焊接接头焊缝裂纹扩展速率的影响。结果表明,超载系数对裂纹扩展速率存在显著影响,在超载过程中裂纹扩展速率随超载系数的增大而增大,且超载后裂纹扩展速率低于超载前的速率,即超载会抑制裂纹的扩展。     

应力比对表面裂纹扩展速率影响的研究

表面裂纹扩展速率的影响因素很多,本文仅就应力比R的变化,进行了研究。文中指出,当施加在试件上的最大正应力σmax确定后,随着应力比R的增加,表面裂纹c方向的扩展速率dc/dN值也有所增加。     

波动载荷下X80管道轴向表面裂纹疲劳扩展研究

在基于西气东输二线的工程背景下,首先通过实验测得X80管材的应力-应变曲线,为仿真计算提供依据;接着通过Walker公式推导出了基于能量释放率的全尺寸管道疲劳裂纹扩展公式,并通过Python编程将裂纹扩展公式与ABAQUS衔接,对照管道全尺寸裂纹疲劳实验证明了模型的可行性;分析了动静态扩展时裂纹四周的应力变化特点,发现静态扩展时内压高于8 MPa外表面裂纹扩展速度将超过内表面裂纹;最后使用该模型计算了管道在不同应力比及不同形状参数裂纹时的疲劳寿命变化规律,得出了增加管道壁厚和提高应力比有利于延长管道疲劳寿命的结论,为实际管道运行的安全评估提供参考。     

钢轨表面裂纹扩展方向研究

目的研究钢轨表面裂纹的扩展方向。方法采用有限元分析软件ANSYS,在不同轴重和不同角度裂纹的工况下,获得不同裂纹位置的应力强度因子。结果裂纹在接触斑边缘的位置时,应力强度因子K最大。随着轴重的增加,应力强度因子KI和KII均增大;随着裂纹角度的增加,KI增加,而KII减小。当裂纹角度为60°时,其等效应力强度因子幅值ΔKeff最大。结论钢轨表面的裂纹在扩展初期,以斜裂纹为主,扩展角度趋向于60°。     

热不匹配应力对热障涂层表面裂纹扩展的影响

本文采用扩展有限元方（XFEM）法研究了高温下热失配应力对热障涂层表面裂纹扩展的影响。结果表明在热失配应力的影响下,表面裂纹的位置、倾斜角度和长度对裂纹扩展的长度、能量释放率和裂尖的应力水平有着显著的影响;对于初始长度相同的裂纹,界面波谷处裂纹扩展长度最长,能量释放率最大;倾斜角度越大,裂纹扩张长度越短,应变能越大;裂纹初始长度越大,裂纹的扩展长度越长且扩展速率越快,能量释放率越大。存在多条表面裂纹的情况下其裂纹扩展相互影响。     

热带钢轧机工作辊表面裂纹扩展分析

1.引言在热轧工作辊(简称WR)表面上经常有龟裂存在,因此研究裂纹的扩展及其原因对于防止剥落等损伤是很有益的。在与支承辊(简称BUR)及轧材接触的应力下,裂纹     

ZTC4钛合金铸件表面缺陷对疲劳裂纹扩展行为的影响

研究了铸造ZTC4钛合金表面缺陷对恒ΔK下疲劳裂纹扩展路径、速率、塑性应变的影响。采用高分辨透射X射线三维成像法、扫描电镜、网格法对疲劳裂纹扩展路径、形貌和塑性区进行表征。结果表明,疲劳裂纹扩展路径向缺陷位置偏转,缺陷附近裂纹扩展速率明显增加,表面缺陷与疲劳裂纹相交位置塑性变形量相对较大。     

轴承表面残余应力对滚道接触应力及裂纹扩展速度的影响

强化研磨能在轴承表面产生残余应力,为了研究此残余应力对轴承滚珠滚道接触应力及对轴承裂纹扩展速度的影响,首先从理论上分析了滚珠滚道的接触应力,再利用有限元分析软件分析了残余应力对轴承滚珠滚道接触应力的影响。结果表明:有残余应力和没有残余应力相比的内外套圈接触应力,接触应力增加或减少的量均不超过7.3%,这说明周向(切向)的残余应力对轴承滚道接触应力的影响较小,而轴向的残余应力对滚道接触应力的影响亦如此。最后利用FRANC3D分析了残余应力对裂纹扩展速度的影响,结果表明:残余拉应力增加了裂纹前缘的SIF,残余压应力减少了裂纹前缘的SIF。     

不规则裂纹角度对渗透深度的影响

从渗透检测原理和规则裂纹渗透深度公式入手.推导出不规则裂纹渗透深度的公式.     

表面裂纹宽度对漏磁场的影响分析

介绍了漏磁检测的基本原理，并且论述了漏磁场计算的两种方法-解析法和数值法，用两种方法对矩形裂纹的漏磁场进行了计算，研究了宽度变化时漏磁场的分布规律，从而为实现漏磁检测的量化检测奠定了理论基础。     

激光表面熔凝处理对共晶铝硅合金疲劳裂纹扩展的影响

研究了共晶铝硅合金在激光表面熔凝处理后的显微组织变化及激光表面熔凝处理对合金疲劳裂纹扩展的影响.结果表明,激光表面熔凝处理使试验合金的表层微观组织发生显著变化,熔凝层中的初生α-Al枝晶相和共晶Si相均有明显细化,熔凝层的硬度显著提高;在应力比R为0.1和0.5的试验条件下,激光表面熔凝处理能显著提高共晶铝硅合金的疲劳裂纹扩展抗力.     

过载对疲劳裂纹低速扩展的影响

本文研究一次拉伸型过载对奥氏体不锈钢疲劳裂紋近门槛值扩展的影响.试验结果表明,过载对门槛值的影响和过载比P_0/P_(max)的大小有关;P_0/P_(max)>1.4时,门槛值随着过载比增加而线性提高.提出了裂纹扩展速率减缓和门槛值提高的主导原因是过載大大促进裂纹顶端闭合,即塑性诱发闭合和断裂表面粗糙诱发闭合.     

铝液对铸轧辊辊套表面裂纹形成及扩展的影响

用OM、SEM及能谱仪对辊套表面裂纹和试件断口形貌进行了观察,并采用X-ray衍射仪对裂纹中铝的化合物进行了分析。结果表明,辊套表面裂纹起源于机械加工产生的微缺陷,表面裂纹方向与切削痕迹方向相同;而铝液是从表面裂纹形核处沿开裂面挤入裂缝中;在裂纹尖端没有发现铁铝化合物;高温铝液对辊套表面裂纹形成及扩展影响不大。     

高温蠕变下表面多裂纹扩展行为

文中将蠕变损伤模型编写到USDFLD用户子程序中,利用有限元分析软件ABAQUS,通过单元失效技术模拟了表面多裂纹干涉条件下裂纹扩展行为.探究了不同裂纹尺寸、残余应力对高温蠕变表面多裂纹干涉效应及裂纹扩展行为的影响.结果表明,表面裂纹形状比、裂纹深度的增大和裂纹间距离的减小,加强了表面多裂纹之间的干涉效应并促进多裂纹的扩展,而残余应力的存在同样加速了裂纹扩展.基于裂纹扩展速率提出了蠕变下表面多裂纹合并准则,即当蠕变干涉因子超过1.27,应当考虑多裂纹的合并,否则多裂纹仍按照单裂纹处理.     

铸轧辊表面裂纹的萌生及扩展机理

对某厂生产中实际使用的铝板铸轧辊辊套进行解剖,采用金相显微镜、扫描电镜及能谱分析等对表面裂纹和试件断口形貌进行观察。采用X射线衍射仪对裂纹中铝的化合物属性进行测量,分析铝液对铸轧辊辊套表面裂纹形成及扩展的影响;采用金相显微镜对辊套表面及内部金属组织进行对比观察,分析高温及复杂应力作用对铸轧辊辊套表面金属组织性能的影响。结果表明：辊套表面裂纹起源于机械加工产生的微缺陷,铝液对铸轧辊表面腐蚀作用很小,但是渗入到裂纹中的铝液凝固氧化后,相当于在辊套表面金属中嵌入高硬度的杂质,在轧制过程中复杂应力作用下将加快裂纹的扩展速度;高温及复杂应力作用对铸轧辊辊套表面金属组织的影响不大。     

钛合金焊缝表面疲劳短裂纹的扩展行为

对TC2钛合金焊缝金属疲劳表面短裂纹扩展行为进行了实验研究,表明裂纹的扩展过程是多裂纹系统的演化过程.基于实验结果,考虑到短裂纹扩展过程中的合并、干涉作用等因素,用应力松弛区模糊化的方法,建立了仿真模型,对疲劳短裂纹演化的物理过程进行了数值模拟.将短裂纹演化行为模拟结果与短裂纹扩展复型的实验结果比较,可以看出两者吻合较好,表明所建立的准则合理、实用.     

基于XFEM的异型坯表面裂纹扩展模拟研究

针对异型坯生产中出现较多表面裂纹的问题,在前期铸坯凝固过程热力行为研究基础上,提取凝固坯壳的温度与应力数据,使用扩展有限元方法,结合材料损伤力学、子模型技术模拟预制表面裂纹的扩展情况。研究结果表明:在裂纹尖端区域出现应力集中,应力值明显高于无裂纹位置;当应力集中区域最大主应力达到临界值时单元开裂,裂纹扩展。R角处预制纵裂纹扩展量最大,与拉坯方向呈75°、45°裂纹次之;预制表面横裂纹在沿横向扩展一个网格后扩展方向出现弯折,裂纹最终扩展方向均为沿纵向。