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。     

不同加载方式对Cu45Zr45Ag7Al3非晶疲劳性能的影响

用铜模吸铸法制备了Cu_(45)Zr_(45)Ag_7Al_3非晶合金,通过不同疲劳加载方式,研究了合金疲劳性能。采用X射线衍射仪(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)分析了合金组织及结构特征,并通过扫描电镜(SEM)分析了两种不同加载方式下其疲劳断口形貌。结果表明,两种不同加载方式下,其疲劳断裂表面形貌均包含疲劳裂纹萌生、裂纹扩展、快速断裂和熔融四个区域,但单轴压-压加载下的疲劳极限(1014 MPa)要比三点弯曲加载下的疲劳极限(402 MPa)要高。     

单、多轴混合加载下GH4169合金的高温疲劳特性

利用拉扭薄壁管疲劳试样,在应变控制拉扭循环加载下对高温合金材料GH4169的多轴循环特性进行了实验研究,高温疲劳实验过程中,采用单、多轴混合加载路径对薄壁管疲劳试件进行加载,通过连续记录拉与扭的应力响应值研究了变幅高温多轴疲劳特性,结果表明,在高温低周单、多轴混合疲劳块载荷加载下,试件的疲劳寿命与应力响应特性不但取决于应变加载路径,而且与加载路径的排列顺序和加载参数的大小有关。     

风电机组叶片弦向摆锤共振疲劳加载特性分析

针对叶片弦向加载系统,建立系统的弹簧-阻尼模型,利用拉格朗日方程推导出系统的运动微分方程。分析叶片弦向疲劳加载共振能量,对系统进行动力学分析和参数匹配,并完成疲劳加载实验装置测试。试验结果表明:当驱动频率与加载对象固有频率偏差较大,振幅则发生剧烈波动,偏差较小时,加载对象振幅会趋于稳定,为疲劳加载系统应用提供理论依据及试验参考。     

频率及应力比对18CrNiMo7-6合金钢疲劳性能的影响

通过旋转弯曲疲劳试验和轴向疲劳试验方法得到了不同试验条件下的S-N曲线,研究了不加载频率及应力比对18CrNiMo7-6合金钢疲劳性能的影响.使用扫描电镜观察了试样的断裂表面.结果表明:常规加载频率下存在频率效应,并且随加载频率的增加,材料的疲劳强度呈增加趋势,并且屈服强度随应变速率的增大逐渐增大,发现不同加载频率下的...     

挤压AZ31B镁合金多轴疲劳寿命预测

采用挤压AZ31B镁合金薄壁圆筒试样.分别进行了单轴和多轴加载下的对称应变控制疲劳实验.研究了不同加载路径对疲劳寿命的影响.单轴加载包括对称拉压和扭转路径,多轴加载包括45°比例加载和90°非比例加载路径.结果表明,在加微的等效应变幅值为0.3%—0.55%附近,4冲加载路径下的应变-寿命曲线均出现了不连续的拐点;比例加载路径在等效应变幅大于0.45%时疲劳寿命最高,拉压路径在等效应变幅小于0.45%时疲劳寿命最高;非比例加载路径的疲劳寿命最低.使用基于临界平面法的多轴疲劳模型FS,SWT以及修正SWT分别预测了各个路径加载下的疲劳寿命.预测结果表明,SWT模型对于拉压和循环扭转加载下寿命预测结果误差较大;FS模型与修正SWT模型可以较好地预测挤压AZ31B镁合金各个路径加载下的疲劳寿命.     

固溶氮原子对不锈钢单轴及多轴低周疲劳特性的影响

对３１６Ｌ和３１６ＬＮ不锈钢进行了单轴拉压及多轴非比例加载低周疲劳实验研究,分析了固溶的氮原子对单轴及多轴非比例加载低周疲劳特性及其微结构的影响。结果表明,固溶的氮原子增大了不锈钢铁的单轴循环软化程度及非比例循环附加强化程度,延长了不锈钢的单轴拉压低周疲劳寿命,但却缩短了不锈钢的多轴非比例加载低周疲劳寿命,固溶的氮原子对单轴及多轴低周疲劳密度位错结构的形成具有明显的抑制作用,利用Ｍｏｅｓｓｂａｕｅ     

ST12汽车钢板拉剪点焊接头的疲劳强度

针对车身使用的ST12低碳钢板,利用生产线上焊接设备制备了电阻点焊接头拉剪疲劳试件.对点焊接头区域进行了金相组织观测,测量了焊点附近的维氏硬度值分布.在MTS材料疲劳试验机上进行了恒幅疲劳加载,得到了ST12低碳钢板的电阻点焊接头的S-N曲线.基于所得的S-N曲线进行了两级疲劳加载试验,对两级加载下的线性累积疲劳损伤进行了分析.累积损伤结果分析表明,ST12低碳钢板电阻点焊件在两级加载下存在加载次序效应,高-低加载次序下加载次序效应更为明显.     

TA16、DD6及FGH95材料的抗疲劳性能对比

采用自主设计的微动疲劳加载设备对机械部件使用的TA16、DD6及FGH95三种合金材料的疲劳性能进行了研究。实验结果表明,这三种合金材料的初始疲劳裂纹首先出现在材料和微动垫相互接触的区域,这说明这种微动疲劳加载设备具有良好的性能。DD6和FGH95合金材料的微动疲劳寿命比TA16材料的要高。     

不锈钢在扭转/拉伸复合载荷下的低周疲劳裂纹扩展

研究了从SUS316NG不锈钢圆捧试样的环状预裂纹开始的低周疲劳裂纹扩展行为，分析了扭转／拉伸复合加载时不同载荷比对弹塑性疲劳裂纹扩展的影响．用J积分的指数方程表达了简单加载及复合加载的裂纹扩展速率．对于同样的J积分范围值，Ⅰ型载荷下的裂纹扩展速率最高，而Ⅲ型载荷下的速率最低．裂纹断口在高应力水平下为宏观平坦，在复合加载条件下的疲劳断口上观察到了疲劳条痕，同Ⅰ型加载条件下的相同，疲劳条痕间距与裂纹扩展速率二者数值相等．     

飞机结构强度试验差动式加载方法研究

多轮多支柱起落架结构飞机的结构强度试验,由于起落架加载空间狭小,起落架载荷施加困难。为解决此问题,提出一种差动式加载方法,通过设计特殊杠杆将作动筒设置于两个相邻起落架之间,形成一种加载二力杆,顺利实现所有起落架的载荷施加,且满足拉压双向交变载荷施加需求。该方法一次安装到位,空间占用率低,极大缩减了试验换装周期。通过软件仿真模拟了差动式加载方法在多轮多支柱起落架上的应用,且该方法已经成功应用到某型飞机全机疲劳试验。仿真和应用结果表明,差动式加载方法完全能够实现多轮多支柱起落架的拉压双向交变载荷的施加,为类似复杂区域多结构试验件的考核提供一定的参考。     

冲击疲劳试验机加载机构运动稳定特性研究

冲击加载机构是冲击疲劳试验机的重要部件,冲击疲劳试验对冲击脉冲稳定性有严格的要求.设计一种新型冲击疲劳试验机的加载机构,并重点研究该加载机构的运动稳定性.根据加载机构动力学模型,利用数值仿真计算方法得到不同初始条件下,冲击脉冲的稳定性.通过分析,确定了保证冲击脉冲稳定性的边界条件,从理论上证明冲击疲劳加载机构的运动可靠...     

电液疲劳试验系统加载策略研究

为更好地复现实际工程中物体所受的各种复杂载荷,提出一种基于相位控制的双激振器电液疲劳试验系统:应用流体动力学和系统动力学理论建立激振器与疲劳试验系统数学模型,非线性分析激振器激励-响应特性,拟定疲劳试验系统加载策略;最后搭建试验平台,验证理论分析的准确性及加载策略的可行性。研究结果表明:实测激振器输出力波形与仿真分析结果基本一致,所拟的3种加载模式可达预期目标,即疲劳试验系统能输出不同频率和极值的拉-压交变力、交变力矩和交变力偶矩满足试验需要。     

自动上粕机液压系统设计

介绍自动上粕机液压系统的主要功能和设计原理。在分析自动上粕机液压系统动作和功能的基础上,提出该液压系统的设计方案,详细阐述了液压系统回路设计过程以及工作原理。经实践测试:该液压系统工作运行平稳,各项性能可满足自动上粕机作业需求,具有良好的市场应用前景。     

摩擦提升试验平台的电液加载系统设计与测试

目前大部分提升机试验台主要针对研究元部件特性而单独设计,而没有体现有机整体。在综合分析现有各种加载方法的基础上,设计摩擦提升试验平台的电液加载系统,介绍该系统的构成和工作原理,并进行加载实验。该系统最大的特点是动力来源于摩擦轮且作用于摩擦轮,在达到提升扭矩加载要求的同时,实现了能量回收。实验测试结果验证了所设计的电液加载系统的有效性。     

液压加载式变速器疲劳试验台测控系统设计

变速器新产品在开发过程中,需要进行一定的载荷循环次加载疲劳寿命试验,以验证内部齿轮、轴、轴承、箱体等零部件以及整体系统的可靠性,液压加载式变速器疲劳寿命试验台是其中重要的试验设备。变速器疲劳寿命试验过程中,扭矩负载一般采用调节液压加载器中的压力进行控制,但温度、机械结构状态等因素会导致扭矩的波动,因此需要对液压加载器中的压力进行实时调节,确保试验扭矩的稳定性。通过试验扭矩PID控制方法和试验系统自动流程控制方法的研究,开发了一套可实现变速器疲劳试验所需的转速转矩自适应控制、试验流程自动控制、试验数据自动采集存储等功能为一体的自动化程度较高的测控系统。疲劳寿命试验结果表明,该测控系统可使液压加载式变速器疲劳寿命试验台具有较高的测控精度及自动化水平,具有广阔的应用前景。     

扭转条件下40Cr的超低周疲劳断裂研究

在岛津EHF-EM100kN新型电液伺服疲劳实验机上研究了40Cr在扭转疲劳载荷下的超低周疲劳断裂问题;并绘制寿命随圆角半径和径比变化的曲线图。计算分析结果表明:疲劳裂纹的形成寿命随着过渡圆角半径的变大而延长,随着径比的增大而呈下降趋势,径比越大、过渡圆角半径越小,疲劳裂纹的形成寿命越短     

磨煤机加载拉杆失效分析

采用化学成分分析、硬度测试、光学显微镜、扫描电镜等手段对断裂的辊式磨煤机加载拉杆进行了检测。结果表明,加载拉杆的断裂为弯曲疲劳断裂。拉杆经调质处理后进行大深度的机加工降低了表面材料的强度,表面尖而深的车加工沟痕引起局部的强烈应力集中,使拉杆的承载能力大大下降,是造成拉杆疲劳断裂的主要原因。     

阀控非对称缸单向加载方法研究

为提高飞机结构疲劳试验中阀控非对称缸的加载速度,提出阀控非对称缸单向加载方法,并建立了数学模型,完成了加载速度、最大超调量及能耗等性能分析与试验验证。与阀控非对称缸常规加载方法相比,单向加载方法可有效提高阀控非对称缸的加载速度,且超调量小,能耗低,有较高的工程应用价值。     

变幅载荷下摩擦焊接头疲劳寿命的分布及模拟

试验研究并分析了45钢摩擦焊接头切口件恒幅载荷下的疲劳性能,表明其疲劳寿命结果可很好地表示当量应力幅的函数,即Ni=C[△σ∧2/（1 n）eqv-(△σeqv)∧2/(1 n)th]∧-2,表达式中疲劳抗力系数C和疲劳门槛值（△σeqv)th服从对数正态分布。根据C和（△σeqv）th的物理意义及概率分布,可知疲劳试件个体间的差异可以由C、（△σeqv)th来区别,而疲劳试验结果的随机分散性产生于试件个体间的差异,据此提出了一种新的模拟45钢摩擦焊接头切口件变幅载荷下疲劳寿命试验及其分布的方法,给出了相应的模拟计算步骤,模拟结果与试验结果进行了比较,结果表明,45钢摩擦焊接头切口件在变幅载荷下的疲劳寿命分布的模拟结果服从对数正态分析,并与试验结果符合得很好。因此该模式方法可用于摩擦焊接结构的疲劳可靠性分析,从而节省大量的人力、物力。