GH4169合金焊接接头高温疲劳裂纹扩展性能试验研究

对GH4169合金焊接接头在650℃下的疲劳裂纹扩展性能进行了测试和分析.结果表明,疲劳裂纹扩展速率、初始裂纹尺寸、裂纹容限和温度对焊接接头的疲劳裂纹扩展寿命都有影响.母材及焊缝的疲劳裂纹扩展速率和裂纹容限均有较大的差异.     

基于随机振动理论的焊接结构疲劳寿命概率预测方法研究

为了能够在设计阶段对承受随机载荷作用的焊接结构的焊缝进行疲劳寿命预测,该文以随机振动理论为基础,结合主S-N曲线法,通过推导证明了用于焊接结构疲劳寿命评估的等效结构应力与激励载荷之间存在线性传递关系,从而提出了一个频域的焊接结构随机振动疲劳寿命概率预测新方法。该方法能够解决多随机载荷作用下复杂焊接结构振动疲劳寿命预测问题。通过T型接头的算例对比分析,证明了该方法能够考虑激励载荷的频率对焊缝疲劳寿命的影响。直接以线路实测随机加速度谱做为激励载荷,对某轨道集装箱平车车体结构关键焊缝的振动疲劳寿命进行预测,结果表明:该方法的预测结果与实际情况吻合,便于工程应用。     

SUS304不锈钢点焊与胶焊接头的疲劳强度分析

通过拉剪实验测定1.5mm厚SUS304不锈钢点焊接头、胶焊接头的抗拉强度,并开展疲劳实验,获得不同应力水平下两种接头的疲劳寿命,得到两种接头的载荷-寿命曲线;借助扫描电镜分析接头疲劳失效过程。结果表明:当焊接电流为10.0kA、焊接时间为80ms、电极压力为0.5 MPa时,能获得较好的胶焊接头。在此焊接参数下,点焊接头、未固化胶焊接头和固化胶焊接头的平均失效载荷分别为12 825.5N、10 345.6N、10 022.9N;在疲劳实验载荷-寿命曲线的有限寿命区内,SUS304不锈钢胶焊接头的疲劳强度均大于点焊接头;点焊接头和胶焊接头的疲劳失效形式主要由母材眉状裂纹失效和界面撕裂失效两种形式组成;胶焊接头的疲劳失效过程中,首先是胶层粘接失效,随后疲劳裂纹从板间内表面热影响区边缘萌生,沿板厚与板宽方向扩展直至发生疲劳失效。     

TC4钛合金焊接接头疲劳性能试验研究

对TC钛合金焊接试样进行了低周疲劳试验，在应变控制试验条件下，得到了焊接接头疲劳裂纹萌生寿命。选取弹性模量的变化间接反映焊接接头中的损伤，对焊接结构疲功损伤变化规律进行了探讨并建立了相应的应变－寿命预测方法，研究结果为航空发动机焊接结构寿命的预测提供了参考依据。     

镍基高温合金GH4169的热机械疲劳行为

在不同温度区间、不同条件下进行GH4169合金的热机械疲劳实验测试其热机械疲劳数据,研究了这种合金的热机械疲劳行为。结果表明：GH4169合金在热机械条件下的迟滞回线具有明显的拉压不对称性;同相位时材料承受压应力,反相位时承受拉应力。拉应力,是影响疲劳寿命的主要因素。应变幅较高时GH4169合金出现平均应力松弛,在高温半周为先循环软化后循环稳定,在低温半周始终趋于循环稳定。     

复合材料单钉接头疲劳累积损伤破坏分析

基于时间增量原理 , 推导了层合板接头疲劳加载累积损伤应力2应变分析的虚功方程。同时 , 引入Hashin三维疲劳失效准则进行材料的损伤判定 , 并结合建立的疲劳加载材料退化模型、 4种基本损伤机制相互关联作用的材料性能退化方法及复合材料接头最终失效判据 , 建立了层合板接头疲劳载荷作用下三维累积损伤分析的寿命预测方法。最后 , 对层合板接头拉2拉疲劳载荷作用下的损伤累积扩展与失效规律进行了仿真分析 , 并与试验结果进行了对比 , 结果表明 : 本文中建立的寿命预测方法能够很好地预测层合板接头的寿命以及损伤发生、扩展及最终失效。      

热处理对GH4169激光焊接头组织性能的影响

针对2 mm厚的GH4169镍基合金板材进行激光对焊,研究热处理对GH4169激光焊接头组织和性能的影响。采用线切割方法制备激光焊接头试样,对热处理和非热处理激光焊接头进行拉伸实验、硬度测定、OM分析、SEM分析、EDS分析和XRD相分析。实验结果表明:热处理后接头抗拉强度为1372 MPa,延伸率为14%,焊缝平均硬度为473HV;较未热处理接头强度提高52%,延伸率降低71%,硬度提高69%。OM、SEM、EDS和XRD分析表明:对GH4169激光焊接头热处理能细化焊缝晶粒,改善枝晶形态,消除残余应力,析出δ相、γ′相和γ″相,使得焊接接头硬度和强度有所提高。     

Comparison of fatigue properties between friction stir welds and TIG welds

对比分析了搅拌摩擦和氩弧焊两种工艺方法对铝合金焊接接头疲劳性能的影响,建立了焊接接头的S-N曲线,结果表明：在相同的载荷条件下,搅拌磨擦焊接接头的疲劳性能优于氩弧焊接头。搅拌摩擦焊接头疲劳寿命N=106次的疲劳强度值约为59~65MPa之间。对焊接接头显微组织的分析表明：搅拌摩擦焊接接头具有比氩弧焊接头更为细小的晶粒和狭窄的焊接热影响区,阻碍了滑移带的形成和裂纹的扩展,从而提高了接头的疲劳性能。TIG焊接接头疲劳端口分析显示,焊接缺陷是主要的疲劳裂纹源。     

搅拌摩擦与氩弧焊铝合金接头疲劳性能的比较

建立了铝合金焊接接头的S-N曲线,对比分析了搅拌摩擦和氩弧焊两种工艺对其焊接接头疲劳性能的影响,结果表明:在载荷相同的条件下,铝合金搅拌磨擦焊接接头的疲劳性能优于氩弧焊接头,搅拌摩擦焊接头的疲劳寿命N=106次的疲劳强度为59-65 MPa,搅拌摩擦焊接接头具有比氩弧焊接头更为细小的晶粒和狭窄的焊接热影响区,阻碍了滑移带的形成和裂纹的扩展,从而提高了接头的疲劳性能,铝合金焊接接头的缺陷是主要的疲劳裂纹源.     

金属焊接接头疲劳寿命延长技术综述

疲劳断裂是金属构件在循环或交变载荷作用下长期服役过程中的主要失效形式.焊接是重要的金属成型方法,焊接接头是同种金属或异种金属连接的部位,是焊接金属构件上组织结构和力学性能的渐变区.由于金属构件服役的环境越来越苛刻,长期在循环或交变载荷作用下服役时,焊接接头的疲劳问题也越来越突出.因此,如何延长金属构件焊接接头疲劳寿命已经成为广泛关注的重要科学问题.由于金属焊接工艺复杂,含有焊接接头的金属构件疲劳寿命受多种因素影响.本文首先总结了影响焊缝疲劳寿命的关键因素,包括组织变化、焊接缺陷、应力集中、残余应力等.由于焊接接头存在组织演变、几何结构变化以及焊接缺陷等问题,焊接接头疲劳性能通常较基体大幅下降.随后综述了多种焊缝疲劳延寿技术,如焊缝打磨技术、锤击技术、TIG熔修技术、高频机械冲击技术、低相变温度焊接材料技术等.根据焊缝疲劳延寿技术特征,大致分为焊缝形状修饰法、焊缝残余应力法和低相变温度材料法三类.     

GH37合金振动叠加低循环载荷的高温复合疲劳行为研究

一、前言 材料在接近使用条件下的疲劳断裂行为研究当前处在发展阶段。本文对GH37合金振动叠加低循环载荷800℃高温复合疲劳行为进行了探索,旨在提出800℃GH37合金复合疲劳寿命曲线,供GH37涡轮叶片寿命预测时参考;探索振动叠加低循环载荷对缺口试样低循环疲劳寿命的影响,以及两者断裂机制的差异。为开展金属材料在振动与低循环载荷复合作用下的疲劳与断裂研究及工程应用打下基础。     

泡沫金属夹层板自冲铆接头的疲劳性能及失效机理

对铝合金自冲铆接头及泡沫金属夹层结构自冲铆接头进行疲劳实验,通过三参数经验公式采用S-N曲线拟合法绘制接头的F-N曲线,分析接头的疲劳寿命及泡沫金属夹层对自冲铆接头疲劳性能的影响;采用扫描电子显微镜对接头的疲劳失效断口进行观测,分析其微观失效机理。结果表明:泡沫金属夹层缩短了自冲铆接头的疲劳寿命,不同泡沫金属夹层对自冲铆接头疲劳性能的影响具有差异性,在高疲劳载荷下泡沫铜夹层接头疲劳性能更优。三组接头疲劳失效形式都为下板断裂,在高疲劳载荷下裂纹易在铆扣区域萌生,在中低疲劳载荷下裂纹萌生于下板一侧,沿铆扣区域下侧向板材另一侧扩展。     

定量热像法预测焊接接头的S-N曲线和残余寿命

在恒定的平均应力作用下,考虑焊接接头的实际工况,利用红外热像技术建立了快速预测焊接接头疲劳参数和残余寿命的模型,实现了定量热像法对非均质焊接接头疲劳性能的评估.通过红外热像仪监测焊接接头表面局部热点的变化,定性分析了损伤演化状态.结果表明:定量热像法克服了传统疲劳实验方法的局限性,可快速、准确地确定非均质焊接接头的疲劳...     

钛合金焊接接头超长寿命疲劳特性研究

本文针对TC4钛合金焊接接头试件进行了超声疲劳实验,研究其在高频低幅载荷作用下的超高周疲劳行为,整个实验在室温条件下进行,应力比R=-1.通过实验得到了TC4焊接接头试件在107～109周次范围内的疲劳寿命S-N曲线,发现其呈连续下降趋势,当循环周次超过107周次以后,材料仍然会发生疲劳破坏,断面出现在焊接缝中央或热影响区,呈现脆性断裂的形式,不存在传统意义上的疲劳极限.对比TC4母材实验数据发现,在相同疲劳寿命的条件下,焊接接头试件疲劳强度相比母材下降了70％左右.试件断口表面的SEM电镜扫描分析结果显示疲劳裂纹均起源于焊接过程引起的气孔、夹杂等缺限处.     

船舶工程焊接接头完整性评估与疲劳寿命预测技术综述

介绍了船体结构中含缺陷的焊接接头完整性评估以及疲劳寿命预测方法，对结构完整性评估的K准则、COD准则、J积分准则、SINTAP/FITNET安全性评定方法以及评定流程、国内外标准进行介绍。并对焊接接头的疲劳强度影响因素，如平均应力、残余应力以及接头几何形状应力集中等进行了分析；介绍了焊接接头疲劳寿命预测的常用方法，如基于名义应力的评估方法、基于断裂力学的评估方法、基于损伤力学的评估方法以及其它疲劳评估方法等。此外，还对基于断裂力学法建立的焊接残余应力与疲劳裂纹扩展寿命之间的函数关系进行了介绍，该方法实现了对含残余应力的焊接结构疲劳寿命的精确预测。     

超声冲击对纯钛材焊接接头疲劳性能的影响

目前,有关超声冲击法对工业纯钛焊接接头疲劳性能改善效果的影响研究报道不多。采用超声冲击处理方法对工业纯钛TA2焊接接头进行全覆盖强化处理,通过疲劳对比试验分析了不同超声冲击处理时间对TA2焊接接头疲劳性能的影响;通过接头微观组织、断口形貌观察分析了超声冲击处理提高TA2焊接接头抗疲劳断裂性能的微观机理。结果表明,在200 MPa应力条件下,原始焊态试样平均历经11 645次循环就已断裂,经超声冲击处理3 min的焊接试样平均历经23 424次循环后才断裂,疲劳寿命提高约1倍;在超声冲击过程中,试样表层受到大的应变量、高应变速率和重复载荷的作用,使得形变孪晶不断增加;重复载荷的作用,可以再次在内部产生更加细小的孪晶,孪晶与孪晶间重复交割导致晶粒进一步细化。     

5052铝合金胶接接头静强度及疲劳性能研究

运用实验方法研究了胶接接头的静强度及其疲劳性能。对胶接接头进行静力学实验,并在此基础上选用6种不同载荷水平对胶接接头进行疲劳实验,获得了接头的载荷-寿命(F-N)曲线。试验结果表明:胶接接头静强度为同尺寸铝合金板静强度的77.5%,说明胶接接头有较高的静强度。当疲劳载荷水平大于最大静载荷平均值的50%时,接头F-N曲线呈线性趋势变化;随着疲劳载荷水平的不断提高,接头失效形式更多地表现为混合破坏。通过分析疲劳失效接头刚度变化可知:在各疲劳载荷水平下,接头刚度的线性趋势变化在整个疲劳周期内占很大比例,疲劳载荷水平越低,接头刚度降低越慢;接头刚度的变化表明在接头内产生了裂纹并逐步扩展。     

铆钉分布形式对自冲铆接头力学性能的影响

该文采用Landmark试验机对5052铝合金自冲铆接头进行力学性能测试来研究铆钉分布形式对自冲铆接头力学性能的影响。获得了单铆钉自冲铆(简称SR)接头、横向分布双铆钉自冲铆(DRT)接头和纵向分布双铆钉自冲铆(DRL)接头的静力学和疲劳性能,采用正态分布和威布尔分布对试验数据进行分析检验其有效性。结果表明:DRT接头静强度约为SR接头的2倍;DRL接头静强度约为SR接头的1.9倍。DRL接头比DRT接头具有更好的能量吸收能力。双铆钉自冲铆接头的疲劳性能优于SR接头。铆钉分布形式对接头疲劳变形量影响较小,但是对寿命影响较大。当疲劳载荷较高时,DRL接头可提高疲劳寿命。随着疲劳载荷降低,DRT接头可显著增加疲劳寿命。     

基于缺口应力法的焊接接头疲劳分析

等效缺口应力法作为焊接疲劳分析的一种局部方法,不仅克服了焊接结构名义应力难以确定和焊根结构应力无法定义的困难,而且能够反映焊接局部后处理对焊接接头疲劳强度的影响,因此近年来备受关注。该文建立了典型焊接接头的三维缺口应力模型,对焊趾根部的缺口应力集中系数进行了求解;通过对对接接头和纵向角接头在焊后未处理(AS-weld)和超声喷丸处理(UPT)两种状态下的疲劳试验数据进行分析处理,获得了两种焊接接头在缺口应力系统下统一的S-N曲线,并与目前国际焊接学会所推荐的具有相同存活率的疲劳寿命曲线(IIW:m=3,FAT=225)进行比较,结果表明,该曲线具有更高的疲劳等级和更低的斜度。     

调质42CrMo钢的弯曲微动疲劳实验研究

针对循环软化材料调质42CrMo钢进行了常规弯曲疲劳实验和弯曲微动疲劳实验,分析了常规弯曲疲劳和弯曲微动疲劳之间的差异,并讨论了循环弯曲载荷对疲劳寿命的影响。通过分析不同弯曲载荷下弯曲微动疲劳试样断口的形貌和不同循环次数下微动损伤的情况,揭示调质42CrMo钢弯曲微动疲劳过程中的损伤特性。研究结果表明:同一循环载荷作用下,弯曲微动疲劳的寿命明显低于常规弯曲疲劳的寿命;随着循环弯曲载荷的增大,弯曲微动疲劳的寿命降低更明显;微动引起的局部接触疲劳和局部塑形变形促进了弯曲微动疲劳裂纹的萌生和进一步扩展。