金属疲劳断口定量反推研究综述

回顾近几十年来疲劳断口定量反推研究方面的进展.首先阐述疲劳断口定量反推的定义和重要性; 然后从宏观疲劳断口定量反推和微观疲劳断口定量反推两个方面介绍常用的方法和技术, 宏观疲劳断口定量反推涉及疲劳断口源区、扩展区和瞬断区的定量反推;微观疲劳断口定量反推包括基于疲劳条带间距定量反推和基于其他诸如断口微观特征形貌的空间分布、断口表面粗糙度、断口表面(或亚表面)的微观塑性变形和残余应力等特征参量的定量反推.最后提出疲劳断口定量反推的发展方向.     

1.25Cr0.5Mo钢520℃疲劳蠕变交互作用研究

对1.25Cr0.5Mo钢进行520℃应力控制下的疲劳蠕变试验,应用频率分离法、应变能频率分离法进行了寿命预测,预测结果基本位于±2倍误差范围之内。对断口形貌进行了SEM分析,结果表明各种加载条件下的断口都有很多的韧窝和蠕变孔洞。当应力幅大于等于平均应力时,蠕变孔洞内壁上分布着同心条纹,且同心条纹的间距随着应力幅的减小而降低;当平均应力较大而应力幅较小时,蠕变孔洞近似各自独立形核长大;当应力幅略小于平均应力时,蠕变孔洞壁上间距较大的同心条纹是疲劳促进蠕变损伤的证据,而蠕变孔洞上少量脱落的颗粒,是蠕变加速疲劳损伤的证据。     

航空发动机涡轮盘用GH4133B合金疲劳裂纹扩展行为研究

材料的疲劳寿命由裂纹形成寿命和扩展寿命两部分组成。针对航空发动机涡轮盘用GH4133B合金,进行室温下不同应力比的疲劳裂纹扩展试验,测试疲劳裂纹扩展门槛值。Paris公式回归分析结果表明,裂纹扩展速率随应力强度因子和应力比的增大而增大,含门槛值的修正Paris公式能精确描述疲劳裂纹扩展行为。利用光学显微镜在线观测裂纹扩展路径,并利用扫描电镜考察试样断口微观形貌。结果发现,随应力强度因子增大,裂纹扩展路径由平直变得曲折。在疲劳裂纹萌生区、稳定扩展区和快速扩展区,断裂表面依次呈现为解理断裂、疲劳条带和沿晶韧窝混合断裂模式。基于断口反推理论反推载荷和裂纹扩展方程,结果表明,利用反推方程预测疲劳裂纹的扩展,可有效防范疲劳断裂的发生。     

冷挤压抗疲劳制造技术在钛合金构件中的应用

作为一种简洁高效的抗疲劳制造技术,冷挤压强化技术在飞机装配工艺中得到大量应用,在不增加结构件质量的前提下能使其疲劳寿命提高数倍以上。钛合金材料在飞机结构中的用量持续增加,但由于连接孔的存在,降低了钛合金装配构件的疲劳寿命。对冷挤压技术在钛合金构件中的应用,从冷挤压工艺方法、挤后残余应力、断口形貌以及强化效果等方面加以总结,进而分析了当前研究中存在的主要问题和不足,并对未来冷挤压技术在飞机钛合金结构件中的研究与应用发展方向提出了建议。     

钛合金典型结构细节原始疲劳质量分析

针对飞机结构中常用的钛合金典型结构细节,采用原始疲劳质量方法对其耐久性进行了分析.首先完成了钛合金典型结构细节在3个应力水平下的耐久性试验,通过疲劳断口判读补充了小裂纹扩展数据集,统计获得了各应力水平下的裂纹形成时间TTCI及通用当量初始缺陷尺寸EIFS的概率分布及特征参数.在此基础上,预测了典型结构细节95％可靠度疲...     

基于断口反推2A12铝合金叶轮高速旋转状态下的振动应力

利用疲劳短裂纹理论,应用扫描电镜观察断口形貌,并结合相应的疲劳裂纹扩展曲线,基于断口反推2A12铝合金叶轮高速旋转状态下的振动应力。结果表明：该方法能比较准确地估算出铝合金叶轮高速旋转状态下的振动应力;此方法适用于面心立方晶系金属材料共振疲劳断裂时振动应力的估算,且简单易行。     

低于材料持久极限的应力循环对构件疲劳失效的影响

低于材料持久极限的应力循环对构件疲劳失效的影响杭州电子工业学院程帆一、前言疲劳损伤为构件交变应力下的主要失效形式。目前．对变幅交变应力作用下引起的构件疲劳失效的寿命估算．多采用。疲劳损伤线性累积理论”．其数学表达式一般写为：当上式成立时，构件疲劳失效...     

温度对汽轮机转子用2CrMo合金钢高周疲劳性能的影响

在室温和高温(450,500,566℃)下对某进口汽轮机转子用2CrMo合金钢进行了拉伸试验和轴向力控制的高周疲劳试验,基于试验数据得到该钢的高周疲劳应力-寿命曲线,并通过广义中值曲面模型得到了中值寿命曲面,研究了温度对高周疲劳性能的影响。结果表明：试验钢的屈服强度、抗拉强度和弹性模量随温度的升高而下降;相同应力水平下,高周疲劳寿命随温度的升高而下降,高应力比(0.5,0.8)下,高周疲劳寿命受应力水平影响较大。低应力比(-1,-0.3)下高周疲劳断口为典型的轴向承载高周疲劳断口,在高温时疲劳源呈多源特点,室温时为单一裂纹源;高应力比(0.5,0.8)下高周疲劳断口呈现拉伸断口特征,室温下断口存在明显的放射区、纤维区和剪切唇区,高温下只有纤维区和剪切唇区。     

钻、铰工艺对铝合金紧固孔件疲劳寿命的影响

为研究钻、铰工艺对紧固孔件疲劳寿命的影响,分别对LY12CZ硬铝合金疲劳试样采用钻、铰两种工艺加工出孔并进行了疲劳试验,对钻、铰工艺下孔壁的表面形貌和粗糙度、切向残余应力以及试样的疲劳断口特征进行了测定和分析。结果表明:钻削后孔壁的表面较粗糙,其表面粗糙度为12.92μm,而铰削后孔壁表面非常光滑,其表面粗糙度为1.57μm;钻削孔壁表层的应力为残余拉应力,幅值为165MPa,而铰削孔壁表层的应力为残余压应力,幅值为78MPa;相比于钻孔试样,铰孔试样的疲劳条带间距较窄,裂纹扩展速率较低,其疲劳寿命是钻孔试样寿命的1.81倍。     

BT20钛合金薄板激光焊接头疲劳性能研究

对BT20钛合金薄板激光焊接头的疲劳性能进行试验研究，测试不同应力水平下的疲劳寿命，得到BT20钛合金薄板母材、激光焊接头和活性激光焊接头的中值疲劳寿命，并得到激光焊接头99％可靠度和95％置信度水平上的安全疲劳寿命，分析激光焊和活性激光焊方法对接头疲劳寿命的影响。研究结果对在航空工业中采用激光焊方法制备可靠的接头和结构具有参考意义。     

NEW FATIGUE CUMULATIVE DAMAGE PROBABILISTIC MODEL OFTHE MECHANICAL PARTS

ＮＥＷＦＡＴＩＧＵＥＣＵＭＵＬＡＴＩＶＥＤＡＭＡＧＥＰＲＯＢＡＢＩＬＩＳＴＩＣＭＯＤＥＬＯＦＴＨＥＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＰＡＲＴＳＮＥＷＦＡＴＩＧＵＥＣＵＭＵＬＡＴＩＶＥＤＡＭＡＧＥＰＲＯＢＡＢＩＬＩＳＴＩＣＭＯＤＥＬＯＦＴＨＥＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＰＡ...     

40Cr钢的三点弯曲疲劳损伤在线跟踪测量

用系统分析的方法，在线跟踪观察40Cr钢的三点弯曲疲劳损伤过程。实验结果表明，用系统分析的方法提取损伤参数，能够反映材料的三点弯曲疲劳损伤整个过程；实验结果也从一个方面验证了双线性损伤规律的合理性。此外在相同的实验条件下，损伤参数直观、敏感地反应出试样表面状态等因素对疲劳寿命的影响。     

军用飞机结构疲劳寿命研究

简述飞机结构疲劳问题的重要性,特别结合军用标准规范对飞机结构疲劳设计要求的变化勾画飞机结构疲劳设计思想演变的情况;着重论述工程实际中常用的疲劳寿命分析方法,论述全尺寸结构疲劳试验的作用意义、试验载荷谱、试验实施的有关环节,概要介绍在飞机构件寿命分析与全尺寸结构疲劳试验方面所做的一部分研究工作,并就疲劳研究的发展提出一些粗浅看法。     

疲劳寿命的灰色建模研究

运用灰色系统的理论及方法，将疲劳与寿命的相互制约关系看成一个灰色系统，将疲劳试验的应力水平均均分成5级，并找出与之对应的安全寿命的白化值。通过对安全寿命值数列的一次累加，生成一个光滑离散函数。据此建立灰色系统模型GM（1，1），并求解灰色系统的微分方程。通过残差模型GM（1，1）的修正，提高模型精工，再运用灰色系统模型GM（1，1）的还原模型，可计算出任一应力水平下的安全寿命值。     

铆钉搭接头疲劳强度曲线的研究

研究铆钉搭接头的疲劳寿命。通过在Saginamiya动态伺服液压疲劳机上用频率为5．0Hz的正弦波应力比R=0．05的拉一拉载荷，对不同环境条件和形状的铆钉搭接头试样进行测试，得到铆钉搭接头在空气和3．5％NaCl溶液中的疲劳强度曲线，并推导出描述铆钉搭接头疲劳寿命的数学表达式。     

球墨铸铁疲劳裂纹扩展的微观机制

研究了在恒幅拉伸循环载荷作用下球铁的疲劳裂纹扩展的微观机制，分析了石墨形态对铸铁疲劳裂纹萌生及扩展行为的影响。结果表明：铸铁的石墨形态对疲劳裂纹的萌生及扩展有很大影响。灰铁由于在共晶团内石墨片相互连接，疲劳裂纹总是沿着与外应力相垂直的石墨片／基体边界扩展。球铁的疲劳裂纹扩展受基体组织及石墨形态所左右，但在石墨球／基体界面产生的滑移带、塑性区及裂纹尖端钝化区决定着疲劳裂纹萌生及扩展的整个过程。球铁的疲劳裂纹扩展规律是：裂纹连续扩展—急速扩展—裂纹尖端钝化—重新诱发裂纹—连续扩展。     

超高周疲劳研究现状及展望

超高周疲劳是指疲劳周次达到10^8及其以上时材料的疲劳行为。与一般认识的疲劳行为不同之处是,超高周疲劳发生在传统疲劳极限以下,因此研究超高周疲劳行为有助于进一步理解疲劳的本质和疲劳机理。文中综述近几年超高周疲劳研究的进展,包括超高周疲劳的典型特征,如S-N曲线的特点、断口特征、断面上的鱼眼形貌以及裂纹的起源与扩展特征等;分析疲劳机理和相关的模型以及简要探讨影响超高周疲劳的一些因素,如加载频率、加载方式、氢的作用等。在此基础上提出值得进一步研究的几个问题。     

STUDY ON FATIGUE SHORT CRACK GROWTH LAW AND FATIGUE LIFE FOR MEDIUM CARBON STEELS

０ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｍｏｄｅｒｎｄｅｓｉｇｎ，ｉｔｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｔａｓｋｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｐｒｅｃｉｓｅｌｙ．Ｔｈｅｌａｗｓｏｆｆａｔｉｇｕｅｃｒａｃｋｉｎｉｔｉａｔｉｏｎａｎｄｇｒｏｗｔｈｍｕｓｔｂｅｋｎｏ...     

金属疲劳弧线和疲劳沟线的物理数学模型

以金属的疲劳宏观断口为对象,对疲劳断口上疲劳弧线、疲劳沟线的物理数学模型进行分析,得到了一些颇有启发性的结果,为金属材料的疲劳宏观断口定量分析提供了有价值的思路。     

高温多轴疲劳损伤与寿命预测研究进展

介绍国内外疲劳一蠕变交互作用研究的一些进展,其中包括微观裂纹萌生及扩展机理的研究、高温多轴疲劳一蠕变实验的发展。对四种具有代表性的疲劳一蠕变损伤累积模型及寿命预测方法,即线性损伤累积模型、损伤率法、延性耗竭法和过应力法进行较为详尽的描述,并对这几种方法在多轴领域的改进和推广进行重点介绍。