金属材料疲劳试验与数据处理方法

疲劳是金属材料机械构件常见的一种失效形式,疲劳试验方法与数据处理方法一直是研究学者们关注的热点。该文从疲劳寿命和规定寿命下的疲劳强度两个方面介绍了疲劳试验和数据处理方法的主要研究成果,并说明了几种典型的疲劳寿命试验方法与疲劳寿命概率分布参数的统计方法,以及规定寿命下的疲劳强度试验方法与规定寿命下的疲劳强度概率分布参数的统计方法;并通过算例,对比了不同方法之间的差异。     

Fatigue Fracture of the Blades of Gas-Turbine Engines Made of a New Refractory Nickel Alloy

Materials Science - We perform experimental investigations of the fatigue fracture of turbine blades in the second stage of power gas-turbine engines. The blades were made of a specially developed...     

几种常用的金属材料疲劳极限试验方法

金属疲劳试验用于测定金属材料的许用疲劳应力,绘制材料的疲劳曲线,进而在交变应力下测定金属材料的疲劳极限。疲劳研究的试验方法有很多,该文根据有关国家标准和现有文献资料对一些常用疲劳试验方法进行了综述,包括单点疲劳试验法、升降法疲劳试验、高频振动疲劳试验法、超声波法疲劳试验、红外热像技术疲劳试验方法,并对每种疲劳试验方法的试验目的、适用条件、试验试样、所需仪器、具体步骤和数据处理进行了介绍。     

材料及构件振动疲劳研究进展

从试样形式、激振方式、载荷类型与载荷确定等方面综述了振动疲劳实验的国内外相关进展,然后对振动疲劳的失效机理和失效判据进行总结评述,再对振动疲劳寿命估算方法和有限元模型归纳介绍,最后提出了振动疲劳在仿真模型、复合材料和复杂工程环境方面的问题及展望.     

金属材料疲劳断裂数据库管理系统

金属材料的疲劳断裂性能在航空产品结构设计中是必须考虑的，它直接关系到飞机和发动机的选材和定寿。本文对已建立的金属材料疲劳断裂数据库管理系统做了介绍，它不仅对材料研究而且对结构设计都有很大帮助。     

A Parametric Lifetime Model for the Prediction of High-Cycle Fatigue Based on Stress Level and Amplitude

The goal of this paper is to present a general parametric lifetime model for predicting fatigue behaviour at any stress level and amplitude (for example, at any combination of σ_max and σ_min pair) in the high‐cycle fatigue regime. The problem of the design of the experimental laboratory test required for such a prediction is dealt with. The surprising and relevant result is that running two groups of tests for two different constant stress levels of σ_max or σ_min is sufficient to predict the whole collection of Wöhler fields for any possible stress level. However, some combinations of tests, such as one for a fixed value of σ_max and one for a fixed value of σ_min, are shown to be insufficient. Closed formulas for obtaining any Wöhler field from the results of the experiments corresponding to the two different fixed values of σ_max or σ_min are given. Together the proposed model and lab tests allow any fatigue analysis to be performed in the current investigation. One example of application illustrates the proposed method.     

增材制造金属材料的疲劳性能研究进展

金属增材制造作为前沿热点制造技术之一,近年来在各种重要工业领域的研究和应用日益广泛。利用增材制造技术制备金属材料的过程中,不可避免会造成材料表面粗糙、气孔、未熔合等缺陷,虽然工艺技术的改进可以在一定程度上减小缺陷程度,但至今仍无法完全消除这些缺陷。增材制造金属材料的过程中,缺陷部位通常会成为应力集中源诱发疲劳裂纹的形核,造成金属材料的疲劳寿命下降。首先从表面质量、内部缺陷及微观结构等方面阐述了增材制造金属材料疲劳性能的影响因素;其次从宏观与微观角度概括了疲劳裂纹萌生/扩展机理的研究现状与进展;总结了热处理、表面优化、电磁辅助以及超声辅助等疲劳延寿技术的研究进展;最后讨论了基于机器学习技术的疲劳寿命评估模型,同时展望了机器学习和人工智能技术在增材制造金属材料领域的应用前景,为推动增材制造金属材料的发展和应用提供了借鉴与参考价值。     

Fatigue of land-based structures

Some of the more important aspects of the fatigue of land-based structures are reviewed: the types of loading due to vehicles, wind and people are considered and examples are given of fatigue in service, taken from the literature on highway bridges.Several of the most common types of design detail that have to be assessed for fatigue are covered. These include welded connections between plates, with an emphasis on long endurance, and behaviour under pulsating-compression loading. The fatigue performance of reinforcement bars is considered in relation to type of test, type of manufacture and corrosion. The performance of lapped, welded and mechanical connections are summarized and related to continuous bars and to class D for BS5400.Three other types of structural connection are reviewed: high strength bolted connections between plates, shear connectors between steel and concrete, and epoxy resin bonding between steel and concrete.     

人工物料搬运作业肌肉疲劳动态发展研究

目的为减少人工物料搬运作业肌肉疲劳累积、降低MSDs风险,设计人工物料搬运实验,研究行走速度为1km/h、2km/h条件下作业人员肌肉疲劳发展情况。方法招募5名大学生参与实验,从主观和客观两个方面测量作业过程中肌肉疲劳数据——肌力(MS)、最大耐受时间(MET)和主观肌肉疲劳评分(RPE),分析作业过程肌肉疲劳发展特征,并构建MET预测模型。结果负荷对肌力以及肌力降幅影响不显著,但显著影响MET;行走速度对肌力降幅影响不显著,但显著影响肌力和MET。     

超细晶粒钢的疲劳性能

采用常规疲劳试验方法分别对400MPa级和500MPa级两种热轧态超细晶粒钢进行了疲劳试验,分析了这两种超细晶粒钢的疲劳性能,并研究了超细晶粒钢疲劳裂纹萌生的机制。结果表明：由于500MPa级超细晶粒钢的晶粒尺寸相比400MPa级钢的更细小,因此其疲劳性能优于400MPa级钢的;在应力比R=-1、正弦波加载、循环周次基数N=5×10^6次的条件下,500MPa级和400MPa级超细晶粒钢的条件疲劳强度分别为270MPa和220MPa;两种超细晶粒钢的疲劳裂纹均在试样表面形核,且呈单源特征。     

Methods for the Evaluation of Corrosion Fatigue of Steels and Alloys

We study the process of corrosion-fatigue damage of stainless steels and alloys in the early stages of fracture and propose analytic relationships between the corrosion-fatigue strength of passivated steels and electrochemical parameters in the stage of crack initiation.     

航空发动机高温材料的研究现状

概述了航空发动机高温材料的研究现状，指出在进一步挖掘传统高温合金潜力的基础上，应加快陶瓷基复合材料、碳／碳复合材料等新型高温材料的研究。     

透明聚碳酸酯材料疲劳断裂行为

研究不同应力比(R)以及退火处理对透明聚碳酸酯(PC)板材疲劳性能的影响规律与机理,并对聚碳酸酯疲劳裂纹扩展过程与机理进行分析。结果表明:退火后聚碳酸酯试样的残余应力明显变小,疲劳性能明显提高,这是由于机加工造成PC试样残余拉应力,而消除残余拉应力能够明显改善PC的疲劳性能;正应力比(拉拉疲劳)情况下,随着应力幅值变大,PC的疲劳性能明显下降,而负应力比(拉压疲劳)对PC的疲劳性能影响较为复杂。断口形貌分析表明,PC疲劳裂纹断口存在明显的裂纹源区、稳定扩展区与失稳区,而PC的疲劳裂纹扩展机理是首先在应力作用下产生银纹,当应力超过银纹中微纤维强度或在多次循环应力作用下疲劳而造成微纤维破坏时,银纹便发展为裂纹。     

金属材料和结构的疲劳寿命预测概率模型及应用研究进展

疲劳过程的不确定性以及影响疲劳寿命的不确定性因素较多,导致疲劳寿命的分散性难以预测,在疲劳寿命预测模型中采用统计学和概率论的概念和方法是描述疲劳过程不确定性和疲劳寿命分散性的一种重要手段。本文针对疲劳寿命预测概率模型进行综述,总结和介绍了疲劳寿命经验公式和参数的随机化模型、表征疲劳寿命离散性的统计模型、基于材料微结构和疲劳物理机制的疲劳寿命预测概率模型以及研究广布疲劳损伤的概率模型,并对金属材料与结构的疲劳寿命预测方法进行了展望。     

一种工业氧化铝的疲劳特性

利用光滑和缺口试件研究了一种工业氧化铝陶瓷的动疲劳特性，给出了一种预测疲劳强度的简便方法，当加载速率σ〈σｃ时（σ≈２０ＭＰａ）试件的动疲劳强度σＤＦ随σ增大而升高，当σ〉σｃ，趋势出现逆转，对于应力集中系数Ｋ１不同试件，σＤＦ－σ关系曲线相互平行，并可用参量Ｋ１σＤＦ归一化。统计分析显示，疲劳强度有可能遵从正态分布或对正态分布，采用本文定义的等效应力，可获得光滑及接口试件的统一ＳＰＴ（Ｓｔｒｅｎ     

Fatigue and Corrosion Fatigue of High-Nitrogen Austenitic Stainless Steel

High nitrogen contents in solid solution as well as appropriate strengthening mechanisms in austenitic stainless steels can result in very high corrosion resistance. This is true in both air environment and in simulated human body fluids (corrosion fatigue). High cycle corrosion fatigue data are listed and compared with similar data for titanium base and cobalt base implant materials. Thus high nitrogen austenitic stainless steels are candidates to replace other stainless steels as implant materials.     

金属材料疲劳损伤的定量研究

通过对45号钢材料在三种不同应力水平下纯弯疲劳试样的拉伸测试,研究了能量耗散随疲劳损伤的变化规律,发现能量耗散这一参量随损伤表现较为敏感,为此,本文提出一种新的损伤参量,且该参量能简单、有效地进行损伤完全分析,预计有工程应用价值。     

几种高强度钢腐蚀疲劳裂纹扩展行为的研究

本文研究了ＧＣ－４，３０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ和３００Ｍ超高强钢的腐蚀疲劳裂纹扩展行为。考虑了环境，热处理制度，应力比和频率对裂纹扩展的影响。研究结果表明：腐蚀环境和热处理制度对疲劳裂纹扩展有显著影响。在侵蚀性环境中随频率降低，裂纹扩展大幅度上升，随应力比提高，环境影响加剧。利用扫描电镜对试样断口形貌进行了分析，并讨论了高强钢的腐蚀疲劳机理。     

Threshold Fatigue and Fretting Fatigue of Metals

General regularities in the variation of threshold stress intensity factors of metals are considered taking into account the influence of various factors. Justification is offered of the possibility of predicting fatigue limits for smooth specimens and specimens under conditions of fretting from the known characteristics of threshold stress intensity factors.     

预加载对氧化铝陶瓷动疲劳强度的影响

定量分析了快速预加载对氧化铝陶瓷疲劳强度及其分布的影响。结果表明，如果材料的应力腐蚀指数ｎ≥２０，预加载的载荷小于试件动疲劳强度的８０％，则预加载方法测得的动疲劳强度与真实动疲劳强度的差异可以忽略。