高温低周疲劳裂纹扩展速率实验数据处理及其计算机程序

疲劳及疲劳裂纹扩展速率实验数据由于实验本身、材料、测量误差以及实验条件、环境等因素的影响,使之产生较大的分散性。为了定量地比较其优劣,必须借助于数理统计方法对其实验数据进行统计处理。 本文叙述了用电位法测定国产K5定向凝固、普通铸造合金分别在700和950℃空气介质中的低周疲劳裂纹扩展速率,以及分别用线弹     

疲劳裂纹扩展预测模型及其应用

在分析了灰色预测方法和支持向量机各自的优缺点基础上,提出了将二者相结合的一种新的预测模型———灰色支持向量机裂纹扩展预测模型.新模型发挥了灰色预测方法中"累加生成"的优点,弱化了原始序列中随机扰动因素的影响,增强了数据的规律性,同时避免了灰色预测方法及模型存在的理论缺陷.工程实例表明,文章所提出的裂纹扩展预测模型较传统的GM(1,1)模型、等维GM(1,1)模型精度都有所提高,为预测疲劳裂纹扩展提供了一种新的方法.     

金属腐蚀疲劳裂纹扩展速率的近似计算

根据腐蚀疲劳与纯疲劳间的关系 ,利用疲劳学科研究新结果 ,导出了腐蚀疲劳裂纹扩展速率的近似计算表达式 ,并给出了计算示例。结果表明 ,该近似表达式适用于A型腐蚀疲劳裂纹扩展速率的计算。关键词　腐蚀疲劳　裂纹扩展速率　应力腐蚀　有效强度因子     

金属材料疲劳裂纹扩展速率不同模型应用分析

金属材料疲劳裂纹扩展速率是对金属材料及其零构件含有裂纹体后安全服役评价及疲劳寿命评估的一项重要力学性能指标。基于金属材料疲劳裂纹扩展过程的不同阶段、闭合效应、应力比对疲劳裂纹扩展速率的影响等多个方面,对几种常见金属材料疲劳裂纹扩展速率模型的应用特点进行了对比分析,为安全设计及寿命评估时不同模型的选择应用提供参考。     

轴承钢疲劳裂纹扩展速率的研究

研究了轴承钢碳化物及晶粒细化对轴承钢疲劳寿命的影响。结果表明;细化轴承钢中的碳化物可以使其疲劳裂纹扩展速率下降,而同时细化轴承钢中的碳化物和晶粒,会使其疲劳裂纹扩展速率下降更明显。     

压力容器用钢低周疲劳表面裂纹扩展速率试验研究

压力容器的表面裂纹常常会导致低周疲劳破坏.因此,研究压力容器用钢的低周疲劳表面裂纹扩展规律,具有重要意义.本文在带有上下对称圆弧板状试样的上圆弧几何中心,加工预制了半椭圆表面裂纹,以模拟压力容器具有表面裂纹时的特点.同时,在上圆弧一侧设计加工了特定形状和尺寸的刀口,装卡COD位移规,用来控制表面裂纹前缘的应变.以10C...     

疲劳裂纹扩展速率试验中裂纹曲率修正方法研究

针对目前疲劳裂纹扩展速率试验标准中仅提出裂纹长度需进行曲率修正但未给出具体修正方法及步骤的问题,作者推荐了线性插值法和等比例法两种裂纹曲率修正方法,并通过分析两种方法的修正原理,结合试验结果,将两种曲率修正方法进行对比。结果表明,在双对数坐标系上,修正后的da/dN-ΔK曲线向低ΔK方向偏移,最大偏移量约15%,在利用da/dN-ΔK曲线进行选材对比或疲劳寿命评估时,修正后的曲线与未修正的曲线相比是偏安全的。基于两种方法修正后的da/dN-ΔK曲线之间差异较小,最大相差约2%,两种方法均可作为疲劳裂纹扩展速率试验中裂纹长度的曲率修正方法。     

短疲劳裂纹及其扩展

本文简要介绍了短疲劳裂纹的分类、扩展特征、影响因素、有关解释和实验技术,评述了线弹性断裂力学在短裂纹研究中的应用及其局限性,指出了今后应着重研究的问题。     

K5定向合金高温低周疲劳裂纹扩展速率的研究

本文件对国产K5定向凝固、普通铸造合金,分别在700和950℃空气介质中,用电位法测定了低周疲裂劳纹扩展速率,并分别用线弹性断裂力学参量△K和弹塑性断裂参量△J对其实验结果进行了处理,结果表明: 1.K5合金的高温低周疲劳裂纹扩展速率da/dN可以用应力强度因子范围△K来表征。 2.定向和普通铸造K5合金700℃的da/dN,前者略低于后者,而950℃时,前者明显地优于后者,当△K从80增至150kg·mm~(-3/2)时,约低2.3至3.7倍。 3.700和950℃下出现1毫米长时的裂纹形成寿命N_i,定向的均比普通铸造的长,分别的为1.4和4倍。     

TA5钛合金的疲劳裂纹扩展门槛值与疲劳裂纹扩展速率的关系

研究了大规格ＴＡ５钛合金热轧环村的疲劳裂纹扩展门槛值ΔＫ＿（ｔｈ）与疲劳裂纹扩展速率加ｄａ／ｄＮ之间的关系。结果表明，Δｋ＿（ｔｈ）值可由近门槛区的ｄａ／ｄＮ表达式直接按定义ｄａ／ｄＮ值算，而无需进行繁琐的试验测定。这一结果同样适用于β区加热热轧ＴＡ５钛合金板材。     

高压容器用钢疲劳裂纹扩展速率研究

研究了高压容器用Cr Ni Mo钢在空气中与3.5%Na Cl溶液介质中的疲劳裂纹扩展,结果表明,3.5%Na Cl溶液介质的存在加速了Cr Ni Mo钢的裂纹扩展,随着裂纹的进一步扩展,其加速作用越来越不明显。     

LD10铝合金疲劳裂纹扩展速率的研究

用三点弯曲多试样方法研究了LD10铝合金的疲劳裂纹扩展速率规律,从而为装备的安全可靠性提供数据依据,利用这些数据可以评估在役装备的剩余寿命。     

基于材料低周疲劳的裂纹扩展预测模型

该文基于疲劳裂纹尖端循环应力-应变场, 定义了基于应变幅的平均单位循环损伤参量D, 并引入Miner累积损伤率, 从而从理论上建立起材料低周疲劳性能和疲劳裂纹扩展行为之间的联系。以裂尖扩展方向上的单调塑性区尺寸作为疲劳过程区大小, 并提出了基于弹塑性应变疲劳累积损伤的疲劳裂纹扩展预测模型。模型改进了前人提出的疲劳裂纹扩展预测模型, 考虑了单调塑性区内所有材料的弹塑性应变疲劳损伤贡献;模型中参数均有物理意义, 不需要人为调试。基于完成的Cr2Ni2MoV 材料的低周疲劳结果所建立的该文新模型对该材料裂纹扩展速率的预测结果与实验结果有良好一致性。并且, 借助手册数据, 在TC4钛合金材料上进一步得到了验证。     

TC11钛合金全范围疲劳裂纹扩展速率表征

通过疲劳裂纹扩展试验研究了TC11钛合金在不同取向及应力比下的疲劳裂纹扩展行为。结果表明:在相同应力强度因子的情况下,随着应力比的增大,TC11钛合金的疲劳裂纹扩展速率增大。通过TC11钛合金的拉伸性能对裂纹扩展门槛值进行估算,得到了可以对TC11钛合金进行全范围疲劳裂纹扩展速率预测的疲劳裂纹扩展模型,为进一步估算其疲劳寿命提供了依据。     

高强度结构钢系列的疲劳裂纹扩展速率试验研究

为研究高强度结构钢的疲劳性能,对Q460C、Q550D、Q690D和Q960D四种国产高强钢母材进行了疲劳裂纹扩展速率试验。每种钢材均取3个10 mm厚的C(T)紧凑拉伸试样,在应力比R=0.1的条件下施加恒幅疲劳荷载,利用显微镜目测记录每个试样的裂纹扩展长度a和对应的循环次数N。对每个试样的试验结果,分别采用七点递增多项式法、Smith法和割线法进行处理,计算裂纹扩展速率和应力强度因子幅值数据组,得到对应于Paris公式中的参数,比较不同方法拟合结果的优劣性并分析原因。再将同种钢材三个试样的数据合成一组,同样采用三种方法计算,并与单试样数据的结果作对比。最后给出了四种钢材Pairs公式中的疲劳裂纹扩展速率参数,并与其他文献中各种结构钢疲劳裂纹扩展速率的参数值进行对比评价。研究表明该文高强度结构钢的疲劳裂纹扩展速率会随着强度的提高而降低,并且这四种高强钢的疲劳裂纹扩展速率都比BS7910中针对普通强度结构钢推荐的疲劳裂纹扩展速率要低。     

金属材料疲劳小裂纹扩展速率试验方法编制说明

概述了疲劳小裂纹试验方法航标的编制背景,论述了航标中几个主要技术问题,如,小裂纹试样和小裂纹监测方法的选择,三维应力强度因子K的确定,小裂纹数据有效性的判据及物理小裂纹门槛值,并且与ASTME647－9a方法中附录X3进行了比较。     

有机玻璃疲劳裂纹扩展

文中采用CT(Compact Tension)试样对MDYB-3有机玻璃在-50℃～90℃范围内进行了裂纹扩展试验研究.基于金属裂纹扩展公式,结合有机玻璃疲劳裂纹扩展特性,得到了描述有机玻璃裂纹扩展行为的公式.将其与有机玻璃在不同温度下的试验结果对比,发现得到的公式能够较完整地描述有机玻璃疲劳裂纹在各个阶段的扩展行为.     

45钢的疲劳裂纹扩展速率及其工程构件的寿命预测

在常温下对调质态和正火态45钢紧凑拉伸试样进行了疲劳裂纹扩展速率试验,并根据Paris公式确定了两种状态试样在稳定扩展阶段的疲劳裂纹扩展速率;分析了含缺陷的45钢工程构件的张开型(I型)裂纹尖端的应力强度因子,然后采用损伤容限设计原则,根据断裂力学试验结果计算了构件的疲劳裂纹扩展寿命,并进行了含缺陷45钢构件的动态弯曲疲劳试验,以验证理论推算的合理性。结果表明:正火态45钢的疲劳裂纹扩展速率略大于调质态45钢的;采用损伤容限设计原则估算的含缺陷45钢构件的疲劳裂纹扩展寿命为2.3×10~6次,与动态弯曲疲劳试验结果相吻合。     

柔度方法测量中心裂纹试样的腐蚀疲劳裂纹扩展速率

在腐蚀环境条件下的材料试验是研究腐蚀环境下材料行为的重要依据。为解决金属板在腐蚀介质条件下的裂纹扩展速率测试问题,设计一种环境装置并结合裂纹长度测量的柔度方法,实现了计算机控制下腐蚀裂纹扩展试验的不间断测量。     

疲劳损伤和中间退火修复对疲劳裂纹扩展速率的影响

用电火花予制裂纹的40Cr钢试样与经受不同周次塑性应变的试样在相同的弹性应力加载条件下测得的裂纹扩展速率da/dn进了对比.结果表明随着预先疲劳损伤周次的增加,da/dn也增大,中间退火后可以明显降低da/dn.TEM和SEM分析表明改变da/dn大小的主要原因是损伤和修复影响碳化物在晶界区的沉淀、形态和断口形貌.