含缺陷高压加热器疲劳评定及寿命预测

基于英国标准BS 7910开发了含缺陷压力容器疲劳评定专家系统,可用于含缺陷构件的疲劳失效评定及寿命预测.该专家系统由缺陷复合模块和缺陷疲劳评定模块组成,用于判定缺陷在疲劳载荷作用下是否导致结构疲劳失效及预测疲劳寿命.利用该专家系统,对高压加热器母材中埋藏裂纹的安全进行评定.评定结果表明,在疲劳载荷作用下高压加热器在规...     

含埋藏裂纹的海底焊接管线安全评定

依据BS7910:1999标准对含埋藏裂纹的管道焊接接头进行了安全评定,评定中采用了断裂和疲劳评定相结合的评定方法,并给出了临界裂纹、断裂评定裂纹容许曲线和考虑疲劳的裂纹容许曲线.     

TC17钛合金疲劳裂纹扩展速率

研究了显微组织形态对TC17钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响,并结合裂纹扩展路径进行了分析。结果表明,对于TC17合金,在裂纹扩展的第I阶段和第III阶段,等轴组织随着固溶温度的升高,扩展速率加快,显微组织对中速区的裂纹扩展速率影响不大;对两种片层组织结构的裂纹扩展速率分析结果表明,仅固溶态的组织在裂纹扩展的整个阶段具有较低的裂纹扩展速率,并且起裂区对应较高的应力强度因子,裂纹在固溶态组织中的扩展路径较固溶时效态的曲折。     

温度对TC4-DT损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展行为的影响

对TC4-DT损伤容限型钛合金在150℃，25℃下的疲劳裂纹扩展速率da／dN进行了测试，给出了扩展速率和应力强度因子幅值AK之间的关系曲线。用SEM对2种温度下断口形貌进行了观测，实验结果表明，150℃的疲劳裂纹扩展速率试样具有较低的疲劳裂纹扩展速率，25℃的疲劳裂纹扩展速率试样具有较低的门槛值；稳态扩展区解理断裂和条带循环机制共存，150℃的da／dN试样中的疲劳辉间距比25℃试样细；快速扩展区的断口形貌呈韧窝型静载断裂特征，150℃的da／dN试样中的韧窝比25℃试样深。     

30CrMnSiNi2A高强钢的疲劳小裂纹扩展特性及寿命预测

研究了３０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ高强钢在恒幅载荷下的小裂纹起始特征和裂纹扩展特性。试验结果表明，小裂纹起始于缺口表面初始缺陷（如夹杂或孔洞）处。在应力比Ｒ＝０的恒幅载荷下，未显示小裂纹效应：在Ｒ＝－１的恒幅载荷下，则显示出小裂纹效应的存在。利用裂纹闭合模型和微观结构缺陷作为初始裂纹尺寸的方法预测了小裂纹扩展速率和疲劳全寿命，预测值与实验值符合良好。     

含有第二相的高强铝合金疲劳模型

基于疲劳裂纹尖端的应力和应变以及高强铝合金中不同尺度第二相性态对其延性的影响，建立了高强铝合金中粗大第二相、中间尺度第二相以及细小时效强化相性态与其疲劳裂纹扩展速率之间的多元非线性关系模型。结果表明：对于2024铝合金的疲劳扩展速率，该模型的预测趋势与他人的实验研究结果吻合良好。同时借助于对该模型的理论分析，提出了在确保高强铝合金强度不降低的前提下降低其疲劳裂纹扩展速率的优化方案。     

氢对Ti-4Al-2V疲劳裂纹扩展速率的影响

采用CT试样对4种含氢量不同的Ti-4Al-2V钛合金的室温疲劳裂纹扩展速率进行了实验测定，并对断裂以后的试样进行了断口观察。实验结果表明：含氢的Ti-4Al-2V材料的稳态裂纹扩展行为符合Paris幂律关系，氢对裂纹稳态扩展区和失稳扩展区的da／dN基本没有影响，但对近门槛扩展行为有明显影响；与自然含氢量的材料相比，高含氢量的材料疲劳裂纹在近门槛扩展区的速率明显较低。     

谱载荷下的短裂纹扩展规律及疲劳损伤的研究

本文研究了一种谱载荷作用下的短裂纹扩展规律，并对谱载荷下的疲劳损伤进行了预测与分析，实验发现；谱载荷下的单边穿透短裂纹和缺口短纹都能够在长裂纹的槛植以下以国高的速率扩展，表现出与常幅下短裂纹相似的扩展规律。     

SINTAP标准和BS 7910标准中FAD图评定方法横坐标求解方法的比较及分析

在对结构进行安全评定时,现在国际上通用的两种评定标准为SINTAP标准和英国标准BS 7910.两标准中均包含了FAD(失效评定)图的评定方法,对该方法的横坐标求解进行了比较和分析.在SINTAP标准和标准BS 7910中,FAD图的横坐标均表征了结构趋向于塑性失效破坏的程度,秉承的思路是相同的,但是在具体的求解中两标准却又互不相同.同时,在标准BS 7910中,不同的评定级别,FAD图的横坐标求解也不相同.文中以一个评定的实例进一步加以说明,对于同一结构中的缺陷,由于两标准中考虑因素不同,因此求解得到的横坐标的结果也不相同,而且标准BS 7910中不同评定级别得到的结果也不同,即评定的保守度互不相同.     

疲劳裂纹扩展行为的研究现状及钛合金的疲劳裂纹扩展特征

疲劳裂纹扩展行为是现代材料研究中重要的内容之一。论述了组织结构、环境温度、腐蚀条件以及载荷应力比、频率变化对材料疲劳裂纹扩展行为的影响。总结出疲劳裂纹扩展研究的常用方法和理论模型,并讨论了"塑性钝化模型"和"裂纹闭合效应"与实际观察结果存在的矛盾。最后,对钛合金疲劳裂纹扩展研究的内容和研究结果进行了概述。     

BEHAVIOUR OF INITIATION AND GROWTH OF SHORT FATIGUE CRACKS

ＢＥＨＡＶＩＯＵＲＯＦＩＮＩＴＩＡＴＩＯＮＡＮＤＧＲＯＷＴＨＯＦＳＨＯＲＴＦＡＴＩＧＵＥＣＲＡＣＫＳＷＵＺｈｉｘｕｅ;ＸＵＨａｏ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ,ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,Ｓｈｅｎ...     

单晶Nb循环变形过程中疲劳裂纹的萌生及其机制

用光学显微镜，扫描电镜和透射电镜观察了Ｎｂ单晶在循环变形后的表面形貌和饱和时的错组态。发现疲劳裂纹的萌生和表面形变带有关，当滑移线和形变带方向平行时，在双形变带的公共皱折处很容易萌生疲劳裂纹，已萌生裂纹呈交滑移特征，在裂纹萌生处附近，有很多由交滑移引起的滑移台阶，根据我们的实验结果，从理论上对Ｍｏｔｔ的疲劳裂纹萌生模型进行修正，也为Ｍｏｔｔ模型提供了实验依据，     

含环向穿透裂纹海底油气管道的安全评估

采用BS7910评定方法对给定载荷条件下的管道焊接接头焊趾处的穿透裂纹进行评定,探讨了穿透裂纹尺寸变化对焊接接头安全评定的影响.通过一种含环向穿透裂纹管道在纯弯曲载荷下的LBB.ENG2 J积分估算方法,采用Matlab编程计算含环向穿透裂纹管道的J积分值.计算结果表明,穿透裂纹半角不大于π/6时,其对应的评定点均落在BS7910的3C级评定曲线定义的范围内,这说明含有该范围内裂纹的缺陷是可以验收的,从而验证了含环向穿透裂纹管道的LBB.ENG2 J估算方法适于在工程实际中推广应用.     

管线钢疲劳裂纹扩展速率与疲劳寿命关系的研究

通过对管线钢表面缺陷的断裂力学分析,建立了用管线钢的疲劳裂纹扩展数据估算含初始缺陷的管道在运行条件下的疲劳寿命的数学计算方法．用该方法计算了6种管线钢在给定运行条件下的疲劳寿命,并进行了模拟实际条件的疲劳实验,表明管线钢疲劳寿命的计算值与实验值之间存在良好的线形关系,即在疲劳裂纹扩展实验结果的基础上,计算管线钢在实际运行条件下的疲劳寿命是可行的．同时讨论了管线钢的组织对其疲劳性能的影响．     

低碳马氏体及马氏体/贝氏体复合组织的疲劳断裂特性SCIEI

用20CrMnMo钢油淬和360℃等温淬火,得到低碳马氏体(LCM)及马氏体-贝氏体复合组织(LCM/B).用四点弯曲加载法进行疲劳试验,测定其裂纹扩展速率da/dN和门槛值△K_(th);并通过显微分析,观测裂纹扩展路径,断口形貌与组织的关系。结果表明,通过短时等温处理引入20％下贝氏体,形成LCM/B复合组织,可大幅度提高门槛值△K_(th),并显著降低裂纹扩展速率.门槛值的提高主要来源于闭合力的提高.文中着重从裂纹扩展路径的变化来探讨组织对da/dN和△K_(th)的作用机理。     

残余压应力场中疲劳短裂纹扩展模型及实验

结合实验讨论了残余应力对裂纹扩展作用的模型及其存在的问题。指出用公式△Ｋｅｆｆ＝（Ｋｍａｘ＋λＫｒ）－Ｋｏｐ中较准确地计算出残余压应力场中裂纹的扩展速率。残余压应力既使裂纹闭合力提高，又使最大应力强度因子降低，两者均使裂纹扩展驱动力△Ｋｅｆｆ减少，因而降低了裂纹的扩展速率。     

TiB2颗粒增强ZA—8锌合金的显微组织与疲劳裂纹扩展行为的关系

研究了ＴｉＢ２颗粒增强ＺＡ－８锌合金复合材料和基体材料和疲劳裂纹扩展行为与显微组织，断口的关系，结果表明：所研究复合材料的抗疲劳裂纹扩展能力优于基体材料，尤其在小裂纹阶段，其原因为：增强粒子与裂纹尖端的相互作用降低了裂纹尖端的应力强度；增强粒子与基体良好的界面结合力。     

FATIGUE FRACTURE BEHAVIOR OF LOW CARBON MARTENSITE AND MARTENSITE/BAINITE DUPLEX STRUCTURE IN STEEL 20CrMnMo

Fatigue crack propagation rate,da/dN,and threshold stress intensity range,ΔK_(th),of steel20CrMnMo containing low carbon martensite or low carbon martensite/bainite(LCM/B)duplex structure,obtained by oil quenching and austempered at 360℃,have been measuredusing specimens under four-point bending.Observation was also made of the crack path andfracture morphology with relation to microstructure.The formation of LCM/B duplexstructure,which caused by 20% lower bainite after short-time isothermal treatment,may re-markably increase ΔK_(th)and considerably decrease da/dN.The effect of microstructure onda/dN and ΔK_(th)was discussed with the emphasis on the crack propagation path.     

TiB_2颗粒增强ZA－8锌合金的显微组织与疲劳裂纹扩展行为的关系

研究了ＴｉＢ２颗粒增强ＺＡ－８锌合金复合材料和基体材料的疲劳裂纹扩展行为与显微组织、断口的关系。结果表明：所研究复合材料的抗疲劳裂纹扩展能力优于基体材料，尤其在小裂纹阶段．其原因为：增强粒子与裂纹尖端的相互作用降低了裂纹尖端的应力强度；增强粒子与基体良好的界面结合力；增强粒子的加入，导致了基体微观组织结构的变化和细化以及增强粒子的桥接（Ｂｒｉｄｇｉｎｇ）作用。最后，探讨了在两种材料中不同的裂纹扩展机理。