Ⅰ,Ⅲ复合型裂纹扩展速率的柔度测量方法

本文在Ⅰ，Ⅲ复合型断裂试验基础上，试制了Ⅰ，Ⅲ复合型裂纹扩展速炫的度样及试验装置。通过预先测量最大主位移方向，然后用一个位移引伸计在量大主位移方向测量Ⅰ，Ⅲ复合型裂纹的位移，并换算成为Ⅰ，Ⅲ复合型中Ｉ型裂纹的张开位移，便可以应用柔度测量方法，从而解决了用柔度测量方法测量Ⅰ，Ⅲ复合型裂纹长度的问题。于是，可以进行Ⅰ，Ⅲ复合型裂纹扩展速率的不停机试验。     

加载速率对复合型氢致开裂的影响

通过改变复合型载荷比来改变裂端三轴张力和塑性变形程度，研究了不同加载速率下３０ＣｒＭｎＳｉＡ钢／０．５ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４体系的Ｉ型及（Ⅰ＋Ⅱ）复合型氢致开裂抗力，探讨加载速率对氢传输、对裂端氢富集浓度以及对Ｉ型、复合型氢致开裂抗力的影响．     

钛合金蠕变裂纹扩展速率的测试方法

一、前言材料在蠕变条件下裂纹扩展的行为常常发生在高温动力设备(压力容器等)中;文献[1][2]对铝合金、耐热合金的蠕变裂纹扩展行为进行过广泛研究。本文研究了钛     

高温钛合金裂纹扩展速率的研究

一、前言本研究的目的,在于寻找一种生产工艺,使常用于飞机发动机的高温钛合金具有最小的裂纹扩展速率。用于现代喷气发动机部件的Ti-6246合金具有很高的强度。但以前试验证明Ti-     

脆性材料中倾斜裂纹的断裂评价

以硼玻璃作为典型的脆性材料,实验研究了含倾斜直通裂纹的薄片试样平面受拉时的复合型断裂特性。证明了对于脆性材料的平面应力问题,Ⅱ型应力强度因子对断裂的作用不可忽略,并揭示了平行于裂纹的拉应力对裂纹有闭合作用。这种闭合作用与Ⅱ型裂纹驱动力在一定程度上相互抵消,从而导致一种已被广泛接受的假象：即脆性材料在复合型应力下仅Ⅰ型应力强度因子控制断裂。同时研究也表明,常规的等效裂纹方法评价ＫⅠＣ仅在裂纹斜角小于１５°时近似可用。     

高温疲劳裂纹扩展速率的测试方法

一、前言 60年代以来,由于断裂力学的兴起,使工程构件的设计思想发生了很大变化。从传统的无限寿命设计变为有限安全寿命设计。因而对材料的性能测试提出了新的要求。除提供常规力学性能数据外,还要提供材料的断裂韧性K_(IC)及疲劳裂纹扩展速率da/dN。因此如何可靠地测出材料的da/dN数据,已成为材料试验中的一个重要问题。测试da/dN的关键在于如何方便、迅速、准确地测出试样的裂纹长度。在室温空气中,通常采用20～30倍的读数显微镜直接测量试样的表面裂纹长度。然而在高温下,很     

预测蠕变裂纹扩展速率的新方法

本文根据单轴向蠕变数据提出用参考应力方法来预测蠕变裂纹扩展速率。国外有关专家做了大量工作,他们把裂纹扩展速率作为位移速率和几何形状的函数,从理论上探讨了各种参量间的关系。用这种方法预测了1/2CMV主蒸汽管道材料的寿命,并且同实验结果进行了比较,从而验证了这一方法的适用性。     

腐蚀疲劳裂纹扩展的断裂模型

将修正的疲劳裂纹扩展静态断裂模型和裂尖腐蚀溶解相结合,提出了腐蚀疲劳裂纹扩展(CFCP)的腐蚀-钝化-断裂模型.根据该模型和断裂力学原理,导出了CFCP速率的定量表达式,它揭示了CFCP速率与力学条件,裂尖表面腐蚀率、加载频率、假设的裂尖材料元临界断裂应力之间的定量关系,并能说明氢脆对CFCP率的影响规律。实验结果表明,应用所提出的模型可很好地描述铝合金在35％NaCI中CFCP的一般规律。     

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。     

35CrMo钢复合型裂纹的疲劳门槛值

研究了35CrMo钢试样在860℃淬火＋不同温度回火态的复合型裂纹疲劳门槛值。采用对称四点弯曲测定Ⅰ型、反对称四点弯曲测定Ⅰ＋Ⅱ型、斜裂纹对称四点弯曲测定Ⅰ＋Ⅲ型裂纹的疲劳门槛值。试验结果表明：35CrMo钢各种回火组织的Ⅰ＋Ⅱ和Ⅰ＋Ⅲ型疲劳门槛值均低于相应的Ⅰ型疲劳门槛值。Ⅰ型尖裂纹的疲劳门槛值比钝裂纹的低，但Ⅰ＋Ⅲ复合型尖裂纹的疲劳门槛值比钝裂纹的高。35CrMo钢疲劳门槛值随回火温度升高出现峰值。Ⅰ型和Ⅰ＋Ⅲ型在400℃回火态最高，Ⅰ＋Ⅱ型在550℃回火态最高。疲劳门槛值既受强度制约也与塑性有关．对应强度升高的速率与塑性变形两个因素配合适宜时出现峰值。     

镍基单晶裂纹扩展路径研究

采用紧凑拉伸（CT）试样研究了3种不同温度（950，850，760℃）和3种不同晶体取向（[001]，[011]，[111]）下镍基单晶合金DD3的断裂特征，采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察分析了裂纹扩展路径及断口形貌。采用率相关晶体滑移有限元程序对试件裂纹尖端三维分切应力场结构、裂纹启裂和扩展机制以及滑移系激活规律进行了模拟计算分析。结果表明：晶体取向和环境温度对裂纹启裂和扩展以及断裂强度和断裂形式有较大的影响，低温下裂纹扩展沿着特定的滑移带方向，与裂纹平面成一斜角，[001]裂纹取向下为45°，[011]裂纹取向下为53．7°，[111]裂纹取向下为90°，这使得宏观上裂纹扩展路径呈现Z字形外观。而温度较高时，发生的Ⅰ型裂纹扩展与加载方向垂直。并且随着温度的升高，断裂形式逐步由脆性断裂转化为韧性断裂。     

MECHANISM ANALYSIS OF THICKNESS EFFECT ON MIXED MODE I／II FRACTURE OF LC4-CS ALUMINUM ALLOY

Mixed mode I//II fracture experiments of LC4-CS aluminum alloy were conducted by using tension-shear specimens with thicknesses of 2, 4, 8 and 14mm. Fracture mechanisms of thickness effect on mixed mode I//II fracture were first examined from fracture surface morphology to correlate with the macroscopic fracture behavior and stress state. It is found that specimen thickness has a strong influence on mixed mode fracture. As thickness varies from thin to thick the macroscopic fracture surfaces appear the characteristics of plane stress state (2mm, 4mm-thick specimen), three-dimensional stress state (8ram-thick specimens), and plane strain state (14mm-thick specimens), respectively. The specimens of all kinds of thicknesses are typical of tensile type failure under mode I loading condition and shear type failure under mode II loading condition. Two distinct features coexist on the fracture surfaces under mixed mode loading conditions, and the corresponding proportion varies with loading mixity. Void-growth processes are the failure mechanism in both predominately tensile and shear-type fractures. The size and depth of dimples on the fracture surface vary greatly with thickness. Therefore, it is extraordinary necessary to take into account the thickness effect when a mixed mode fracture criterion is being established.     

TC4-DT损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展特性的研究

研究了典型的损伤容限型钛合金Ti-6A1-4V ELI（TC4-DT）的断裂韧度KIC、疲劳裂纹扩展速率da／dN以及疲劳门槛值△Kth等损伤容限性能与微观组织的关系，讨论了不同应力比（尺值）条件下片状组织与双态组织的疲劳裂纹扩展特性，并与Ti-6A1-4V（TC4）钛合金进行了比较分析。研究结果为高损伤容限型钛合金的微观组织设计和探讨微观组织对损伤容限性能的影响机理奠定了基础。     

核电压力容器600合金小裂纹应力腐蚀开裂扩展速率定量预测

小裂纹应力腐蚀开裂(SCC)在核电关键构件(NPPs)的全寿命衰减过程有重要影响。通过将薄膜滑移-溶解/氧化模型与弹塑性有限元(EPFEM)相结合,定量预测核电反应堆压力容器(RPV)中小裂纹SCC扩展速率。根据裂纹尖端力学场的分析,确定以裂纹尖端应变率来表征小裂纹的萌生和扩展,并通过距离扩展小裂纹尖端特定的r₀处的塑性应变(de_p/da)来近似表征裂纹尖端应变率。提出了基于弹塑性断裂力学的动态裂纹扩展和准静态裂纹扩展两种方法计算塑性应变(de_p/da),并进行两种计算方法比对塑性应变随裂纹长度变化的敏感性,得到两种计算方法之间差异的同时,也确定小裂纹扩展的塑性应变变化比长裂纹更为敏感。小裂纹的SCC扩展速率大于长裂纹的SCC扩展速率,距裂尖的特征距离r₀是重要的影响因子,鉴于特定距离r₀难以确定,建议通过将相同环境和相同材料下的SCC实验数据结合单边拉伸试样的有限元数值计算结果来确定。研究结果能够实现核电关键结构材料的SCC扩展速率定量预测及服役压力容器的安全评价。     

飞机襟翼液压电磁阀测试装置

基于某型飞机襟翼液压电磁阀的测试需求,设计了一种测试装置。该测试装置集机电液技术于一体,能够对电磁阀的外部密封性、工作性能和内部漏油量等项目进行测试。实际应用表明:测试装置运行稳定可靠,操作简单,测试效率高,具有良好的应用前景。     

一种Al-Cu-Mg-Zr合金的疲劳裂纹扩展行为研究

研究热处理状态、应力比和试样取向等对含Zr的Al-Cu-Mg系铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响.结果表明,T3、T4两种热处理状态试样的疲劳裂纹扩展速率没有明显差别;L-T方向和T-L方向的试样也有大致相同的疲劳裂纹扩展速率;应力比R对疲劳裂纹扩展行为有明显影响,高应力比下的疲劳裂纹扩展速率明显快于低应力比条件下的扩展速率,并且高应力比下的疲劳裂纹扩展在较小的△K值下进入快速扩展阶段,并很快断裂.在较低的△K水平下应力比的影响与裂纹闭合效应有关.     

核工业用钢20MnHR疲劳裂纹的扩展速率

对核工业用钢20MnHR影响区和焊缝疲劳裂纹扩展速率（da/dN）进行了试验研究。试验采用CT试样,热影响区和焊缝的有效试样分别为15件。用七点增多项式法求（da/dN）i与（△K）i,并分别将热影响区和焊缝同一组14个试样的（△K）i和（dA/dN）i数据点合在一起进行回归分析。结果发现了疲劳方扩展速率的斜率转折点,并分别给出了以Paris公式表达的平面应变区和平面应力区da/dN与△K关系式。试验分析说明采用以平面应变性质为基础的Paris裂纹扩展速率定律应用于实际焊接结构具有一定安全性。     

镍铜合金棒材裂纹的弱磁检测

针对现有无损检测技术难以满足镍铜合金棒材裂纹检测需求的现状,提出一种地磁场环境下的弱磁无损检测方法。首先理论分析镍铜合金棒材的弱磁检测原理和缺陷处磁异常分布特征,其次对含自然缺陷的镍铜棒材进行弱磁检测。采用包络分析法对信号进行处理,并通过金相显微镜、扫描电镜分析,验证弱磁检测镍铜合金棒材的可行性。结果表明:通过对棒材表面磁异常分布特征分析,并结合磁梯度信号的阈值处理和包络分析法处理的结果,实现了镍铜合金棒材内部裂纹缺陷的有效检出,并且裂纹检测精度达到了微米级。