加载历史和裂纹闭合对疲劳裂纹扩展行为影响的数值模拟

采用不同应力比条件下的16MnR钢紧凑拉伸试样,设计了三种有限元分析模型,即不考虑加载历史效应的静态裂纹扩展模型,同时考虑加载历史和裂纹闭合的动态裂纹扩展模型以及仅考虑加载历史的伪动态裂纹扩展模型,对疲劳裂纹闭合过程、裂纹尖端的应力-应变迟滞环、疲劳损伤和裂纹扩展速率进行了数值模拟与分析,进而着重探讨了加载历史和裂纹闭合影响疲劳裂纹扩展行为的交互作用机制。结果表明：对于同类分析模型,应力比越大越不容易产生裂纹闭合;而在应力比相同的情况下,加载历史引起的残余压应力对裂纹闭合有明显的促进作用。裂纹闭合效应阻碍了平均应力的松弛,减小了裂纹尖端附近的应力-应变场强度、疲劳损伤和裂纹扩展速率,而加载历史引起的残余压应力则加快了平均应力的松弛和抑制了棘轮效应。与实验结果比较发现,只有同时考虑了裂纹闭合效应和加载历史影响的动态裂纹扩展模型,才能对疲劳裂纹扩展行为进行准确、定量的模拟。     

加载方法对ADB610钢疲劳裂纹扩展的影响

在取样方向、几何尺寸、加工方式和加工精度相同的情况下,分别对板厚20 mm的ADB610钢进行了加载方式、加载载荷和应力比不同的成组多试样疲劳裂纹扩展试验,得到不同情况下的ADB610钢的疲劳裂纹扩展长度a与循环寿命N即a-N试验数据,且并将a-N试验数据与增K法和降K法结合进行试验分析。结果表明,当初始最大加载载荷相同时,两者lg(da/dN)-lg(ΔK)的起始位置相同,当初始最大加载载荷不同时,起始位置不相同。     

Ⅲ型这载对调质钢Ⅰ型疲劳裂纹扩展门槛的影响

研究了不同参数的Ⅲ型过载对近门槛区调质40Cr钢Ⅰ型疲劳门槛的影响。结果表明：过载后疲劳门槛均会提高，其程度随过载比的加大而增加；过载次数的有限增多也会使疲劳门槛略有增加，但效果将逐渐趋于饱和。过载机制主要有裂尖尾部塑性诱导裂纹闭合和裂尖附近的残余压应力状态。     

疲劳裂纹测试的裂纹扩展片技术

提出了一种间接直流电位技术——裂纹扩展片技术,用于测量疲劳裂纹长度。该技术具有测量精度高、操作简单、可实现数据自动采集处理和测试设备成本较低等优点,并可用于绝缘材料裂纹和表面裂纹测量,是一种较有前途的裂纹测试技术。     

环境介质对ABS疲劳裂纹扩展的影响

本文研究了ＡＢＳ在环境介质中的疲劳裂纹扩展。结果表明：１）ＡＢＳ在空气中的疲劳裂纹扩展曲线满足Ｐａｒｉｓ定律。２）ＡＢＳ在水中的疲劳裂纹扩展速率有所下降，而在溶剂中的疲劳裂纹扩展速率上升的幅度随着与溶剂之间的溶度参数差值变小而减小。３）ＡＢＳ在溶剂中的疲劳裂纹扩展断口都存在三个区：两边是最先断裂的表面，相邻的是受到反复拉伸而断裂的银纹质，最后一个是突然断裂区。     

有机玻璃疲劳裂纹扩展试验分析

根据外场使用中出现的裂纹现象，进行了疲劳裂纹扩展试验。结果表明在裂纹扩展中，水的温入加速定向有机玻璃的裂纹扩展速度，对非定向有机玻璃则减缓裂纹扩展速度。     

腐蚀疲劳裂纹扩展研究近况

综述了腐蚀疲劳裂纹扩展的研究现状，对腐蚀疲劳今后的发展趋势作了展望。     

交通信号支撑结构疲劳裂纹扩展有限元分析

为了解决交通信号支撑结构疲劳裂纹扩展的问题,利用ANSYS软件对已有的信号支撑结构静力和疲劳试验分别建模分析,并用有限元结果与试验结果进行对比。研究表明：静力加载模型中,圆钢管上最大Mises应力为413.7 MPa,有限元结果与试验结果较为接近;裂纹最深点△K_Ⅱ和△K_Ⅲ值较小,△K_eff与△K_Ⅰ几乎完全相等,裂纹扩展寿命主要受△K_Ⅰ值的影响;远离裂纹端点处各点的△K_Ⅰ值呈现出M形状;Bowness公式计算得到的裂纹最深点的△K_Ⅰ值比有限元结果大,利用该公式预测交通信号支撑结构端板与圆钢管焊接节点的疲劳寿命较为保守。     

Ⅱ型加载条件下疲劳裂纹扩展试验研究

对４种金属材料在Ⅱ型加载条件下的疲劳裂纹扩散行为进行的试验研究表明：在Ⅱ型加载条件下，裂纹可能仍沿Ⅱ型方向继续扩展，亦可能发生分支转变成Ⅰ型甚至Ⅰ＋Ⅱ型扩展，主要取决于材料本身的性质和它们的微观结构以及应力水平。当裂纹仍沿Ⅱ型方向扩展时，其扩展速率比相当应力水平的Ⅰ型裂纹扩展速率要大得多。     

裂纹闭合与疲劳裂纹扩展力的测试方法

介绍了一种在近十年里发展的裂纹扩展力测量方法，这种方法将裂纹扩展的门槛值行为与直流电位法结合起来，可以测量某一载荷下裂纹开始扩展的应力强度因子Ｋｐｒ，并由此计算有效应力强度因子范围ΔＫｅｆｆ＝Ｋｍａｘ－Ｋｐｒ。     

液体介质对聚氯乙烯疲劳裂纹扩展的影响

本文研究了环境介质对聚氯乙烯疲劳裂纹扩展的影响。结果表明:1.溶剂可使硬聚氯乙烯的疲劳裂纹扩展速率下降至空气中的1/3—1/10;2.硬聚氯乙烯在溶剂中的疲劳裂纹扩展速率下降的幅度随着其与溶剂之间的溶解度参数差值变小而增大;3.硬聚氯乙烯在溶剂中的疲劳裂纹扩展断口比在空气中的表现出较大的塑性。本文还从液体压力所致裂纹闭合效应和裂纹-银纹应力场这两个方面讨论了环境介质降低硬聚氯乙烯的疲劳裂纹扩展速率的机理。     

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。     

循环硬化对疲劳裂纹扩展与闭合的影响

提出了一种考虑材料循环塑性性能的研究疲劳裂纹扩展与闭合行为的有限元模拟方法。研究了在循环硬化条件下考虑纹闭合效应时裂纹面经张开廓形，裂纹洋端应力，应场和正反向塑性区的演化规律，对于循环硬化和不同循环应力比Ｒ等因素对裂纹纹凝开应力水平的影响也作了考查。     

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.     

压印连接接头的疲劳裂纹扩展分析及实验研究

研究了压印连接接头的强度性能,介绍了压印连接成形原理和工艺过程。分析了压印连接接头的表面裂纹的产生原因,通过有限元分析得出最大应力应变的位置并以实验加以验证。采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对压印连接接头疲劳裂纹扩展进行数值模拟。分析了平均应力、应力比和加载频率对压印连接接头的疲劳裂纹扩展速率的影响。     

粉末冶金铝合金的疲劳裂纹扩展行为

疲劳性能是粉末冶金铝合金一项重要的使用性能,研究疲劳裂纹扩展行为是研究疲劳性能的一种重要的方法。总结了影响粉末冶金铝合金疲劳裂纹扩展速率的各种外部因素和内部因素,外部因素主要包括应力比、温度、制备方法等,内部因素有晶粒尺寸、夹杂物、铝基复合材料中的增强相颗粒等,并详细阐述了这些因素的影响机制。     

轴取钢疲劳裂纹扩展速度的研究

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。