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分形理论在陶瓷材料断裂行为中的应用 总被引:1,自引:0,他引:1
综述了近年来分形理论在陶瓷材料断裂行为和断裂机制方面应用的进展情况,主要包括分形理论的产生、陶瓷断口的分形特征和分形维数的测定方法、材料断裂的分形模型以及分形维数与材料性能之间的关系.通过对Al2O3-TiC(AT)和Al2O3-TiC-4%Co(ATC)(体积分数)两种复合材料表面压痕裂纹扩展特征分析和分形维数的计算,获得与其断裂行为相关的信息,结果表明ATC材料的断裂韧性和抗弯强度均有较大提高,其断裂模式从典型的沿晶断裂转变为沿晶/穿晶混合断裂模式,对两种材料表面压痕裂纹的分形计算表明ATC的压痕裂纹具有较高的分形维数,与其较高的断裂韧性存在正比例的对应关系. 相似文献
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综述了近年来分形理论在陶瓷材料断裂行为和断裂机制方面应用的进展情况,主要包括分形理论的产生、陶瓷断口的分形特征和分形维数的测定方法、材料断裂的分形模型以及分形维数与材料性能之间的关系。通过对Al2O3-TiC(AT)和Al2O3-TiC-4%Co(ATC)(体积分数)两种复合材料表面压痕裂纹扩展特征分析和分形维数的计算,获得与其断裂行为相关的信息,结果表明ATC材料的断裂韧性和抗弯强度均有较大提高,其断裂模式从典型的沿晶断裂转变为沿晶/穿晶混合断裂模式,对两种材料表面压痕裂纹的分形计算表明ATC的压痕裂纹具有较高的分形维数,与其较高的断裂韧性存在正比例的对应关系。 相似文献
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测定了新型粉末高温合金FGH98在650℃空气环境中的疲劳裂纹扩展速率,与前两代粉末高温合金FGH95和FGH96的裂纹扩展速率进行了比较分析,研究了合金显微结构以及保载时间对FGH98合金裂纹扩展速率的影响.结果表明,FGH98合金的高温疲劳裂纹扩展抗力较前两代粉末高温合金有了明显提高.控制固溶后以适当的方式冷却,使得二次和三次γ’相均匀匹配析出,可以获得具有良好疲劳裂纹扩展抗力的合金组织.粗晶组织有利于降低FGH98合金的疲劳裂纹扩展速率,尤其是在近门隘区.FGH98合金的高温疲劳裂纹扩展速率随保载时间的增加而增加,其断裂模式相应地从穿晶-沿晶混合断裂变为沿晶断裂. 相似文献
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《稀有金属材料与工程》2017,(10)
测定了难变形高温合金GH4720Li在650、700、750及800℃空气环境下的疲劳裂纹扩展速率,并结合断口分析了在纯疲劳及保载90 s下,温度对合金疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明,随着温度升高,合金疲劳裂纹扩展速率的增长幅度变大。800℃时,合金的疲劳裂纹扩展速率急剧增大。温度升高,疲劳裂纹的扩展方式发生了明显变化,650℃时断口为沿晶和穿晶断裂混合型,700~800℃时断口以沿晶断裂为主。保载时间延长,裂纹扩展速率加快,且裂纹扩展速率的温度敏感性增加。 相似文献
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通过三点弯曲断裂和卸载试验对含B2相TiAl金属间化合物的韧化机理进行研究,通过双缺口四点弯曲试验确定解理断裂的临界事件。通过扫描电子显微镜和能谱分析观察断口形貌和裂纹扩展路径。结果表明:(1)3PB试验的载荷位移曲线为线性关系,B2相对裂纹的起裂无影响;(2)块状B2相对裂纹的扩展有一定的阻碍作用,裂纹遇到B2相停止或绕过B2相继续扩展;(3)解理断裂的临界事件为沿缺口根部开裂裂纹的扩展,穿层断裂对临界事件起着重要的作用;(4)这种材料的韧化机理包括:块状B2相韧化,裂纹偏转,穿层断裂和剪切韧带韧化。 相似文献
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分形用于金属断裂研究的力学量选择问题SCIEI 总被引:6,自引:0,他引:6
本文给出了一个描述临界裂纹扩展力的分形模型.指出:断口的分形结构是裂纹扩展过程的产物,因此将分形用于金属断裂研究时,所选择的力学量应该能表征裂纹扩展过程所具有的耗散性;弹性断裂力学的KIc、JIc等裂纹起裂韧性与断口的分形维数是不相容的. 相似文献
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DONG Lianke WANG Xiaowei Institute of Metal Research International Centre for Material Physics Academia Sinica Shenyang China Associate Professor Institute of Metal Research Academia Sinica Shenyang China 《金属学报(英文版)》1990,3(5):369-371
Using gauge field theory of defects,the effective critical extension force in elastic-plasticfracture mechanics was given.The rationality of logarithm of effective extension force as alinear function of the fractal dimensionality of the fracture surface was analyzed in theory.The explanation in approach to studying material toughness using fractal has been clarified. 相似文献
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易切削钢冲击断口分维的随机分形分析 总被引:8,自引:0,他引:8
建立横向冲击时易切削钢裂纹扩展的随机分形模型,计算了冲击断口的随机分形维数D,比较和分析了D、非随机分形维数与实测分形维数。结果表明随机分形断裂模型与实验数据完全吻合。 相似文献
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选用Gleeble-1500试验机模拟了两种成分Q690CFD高强钢的焊接粗晶热影响区(CGHAZ),测试了CGHAZ的冲击韧性,并通过三点弯曲试样,测试了CGHAZ的CTOD特征值. 利用SEM对CTOD试样断口及近断口区裂纹扩展行为进行了分析. 结果表明,示波冲击止裂功及CTOD特征值δm/c/u(8)随温度降低呈明显下降趋势;将CTOD特征值δm用Boltzmann函数拟合后所得脆韧转变温度与示波冲击变化规律相对应;两种成分钢的CTOD失稳裂纹扩展路径与近断口区组织亚结构中大角度晶界和M/A分布位置有关. 相似文献
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The effect of grain boundary microstructure on the fracture resistance of sulfur-doped polycrystalline nickel was investigated using specimens with different grain boundary microstructures to reveal the usefulness of grain boundary engineering for control of segregation-induced intergranular brittle fracture of polycrystalline materials. The sulfur-doped polycrystalline nickel specimen with more homogeneous fine-grained structure and a higher fraction of low-Σ coincidence site lattice (CSL) boundaries shows higher fracture resistance than the specimen with coarse-grained structure and a lower fraction of low-Σ CSL boundaries. It was found that high-energy random boundaries play a key role as the preferential crack path in fracture processes. The resistance to sulfur segregation-induced intergranular brittle fracture was evaluated by analyzing the fractal dimension of random boundary connectivity in the polycrystalline nickel specimens studied. The fractal dimension of random boundary connectivity decreases with increasing fraction of low-Σ CSL boundaries, resulting in the generation of a higher fracture resistance by restricting more frequent branching and deflection of propagating crack path along random boundaries from the main crack. 相似文献
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腐蚀疲劳裂纹扩展的断裂模型 总被引:6,自引:1,他引:6
王荣 《中国腐蚀与防护学报》1998,18(2):87-94
将修正的疲劳裂纹扩展静态断裂模型和裂尖腐蚀溶解相结合,提出了腐蚀疲劳裂纹扩展(CFCP)的腐蚀-钝化-断裂模型.根据该模型和断裂力学原理,导出了CFCP速率的定量表达式,它揭示了CFCP速率与力学条件,裂尖表面腐蚀率、加载频率、假设的裂尖材料元临界断裂应力之间的定量关系,并能说明氢脆对CFCP率的影响规律。实验结果表明,应用所提出的模型可很好地描述铝合金在35%NaCI中CFCP的一般规律。 相似文献
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通过三点弯曲断裂和卸载试验对含B2相TiAl金属间化合物的韧化机理进行研究,通过双缺口四点弯曲试验确定解理断裂的临界事件。通过扫描电子显微镜和能谱分析观察断口形貌和裂纹扩展路径。结果表明:(1)3PB试验的载荷位移曲线为线性关系,B2相对裂纹的起裂无影响;(2)块状B2相对裂纹的扩展有一定的阻碍作用,裂纹遇到B2相停止或绕过B2相继续扩展;(3)解理断裂的临界事件为沿缺口根部开裂裂纹的扩展,穿层断裂对临界事件起着重要的作用;(4)这种材料的韧化机理包括:块状B2相韧化,裂纹偏转,穿层断裂和剪切韧带韧化。 相似文献
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分形维数与临界扩展力SCIEI 总被引:3,自引:0,他引:3
本文利用缺陷规范场理论给出有效临界扩展力,并且从理论上分析了有效临界扩展力的对数值是断口分形维数的线性函数的合理性,澄清了分形用于断裂韧性研究中存在的不定性问题。 相似文献
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We report the fractal nature of dimple structures on the fracture surface of various metallic glasses (MGs) with significantly different mechanical properties. The analyzed fractal dimension increments of MGs lie in a narrow range of 0.6–0.8. The results indicate that the MGs with marked differences in plasticity and toughness may have a unified local softening mechanism and similar nonlinear plastic behavior in front of the crack tip during fracture. We present a physical picture for the dimple structure formation from the plastic zone in front of the crack tip. The evolution of the plastic zone from the interaction of the shear transformation zones is theoretically modeled as a stochastic process far from thermodynamic equilibrium, and the model can capture the formation and fractal nature of the dimple structures on the fracture surface of metallic glasses. 相似文献
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1 INTRODUCTIONInrecentyears ,agreatdealofattentionhasbeenpaidtogammatitaniumaluminidesbecauseoftheirpotentiallyattractivepropertiesforhigh temper aturestructuralapplications[1~ 3].Alotoffundamen talstudiesongammatitaniumaluminideshavebeenmadeworldwidetofur… 相似文献