超声冲击对P355NL1钢焊接接头超高周疲劳性能影响

 通过超声疲劳试验探究超声冲击对P355NL1钢焊接接头超高周疲劳性能的影响。结果表明,由疲劳[S-N]曲线可知,在105～109寿命区间内,冲击态试样的疲劳性能要高于焊态试样,在1.0×108的疲劳寿命下,焊态试样的疲劳强度为139 MPa,冲击态的疲劳强度为217 MPa,冲击态疲劳强度相较于焊态提高了56%,这表明超声冲击可以明显提高焊接接头的疲劳强度。利用扫描电镜（SEM）观察断口形貌可以发现,裂纹源位于焊接接头焊根区表面。P355NL1钢焊接接头疲劳断裂为准解理断裂,超声冲击可以提高焊接接头的疲劳强度,但不会改变其疲劳失效机理。超声冲击可以降低焊根处应力集中,引入有益压应力和表面晶粒细化,从而提高焊接接头的疲劳强度。     

Ti-Ni合金血管支架的有限元分析及疲劳性能研究

对Ti-Ni形状记忆合金胸主动脉血管支架进行有限元分析,模拟分析不同尺寸规格的支架在被压缩状态应力分布情况,选出4种丝径下支架应力最大支架模拟其工作状态下的应力分布,根据Goodman准则评价疲劳性能,并进行体外疲劳试验予以验证。结果表明:有限元模型中采用的模型单元和材料参数能够准确反映出合金力学性能的实际情况;最大等效应力位于支架弯折处的内表面,表明此处区域最危险并最容易发生失效;将支架在工作状态下的平均应力和交变应力值代入到Goodman图中,发现所有的点都在曲线的下方,理论上说明支架是安全的;选取6枚直径42 mm的支架,利用加速疲劳试验机,在模拟血管中进行3.8亿次脉动疲劳试验,支架无断裂纹路,形态完整。     

冶金工艺对GCr15高周旋转弯曲疲劳性能的影响

对真空脱气与电渣重熔两种冶金工艺制备的GCr15轴承钢进行了高周机械疲劳试验研究,发现在107次疲劳寿命条件下,电渣重熔轴承钢具有1 085 MPa的旋弯疲劳强度,高于真空脱气轴承钢的1 000 MPa。利用扫描电镜对疲劳断口进行了表征和分析,结果显示引起电渣重熔轴承钢起裂的夹杂物尺寸分布在3.4~25.6μm,而导致真空脱气轴承钢裂纹起裂的夹杂物尺寸为13.3~71.9μm。通过对旋弯疲劳断口的起裂核心夹杂物、裂纹扩展的鱼眼以及瞬间断裂区等疲劳全过程特征参数与旋弯疲劳强度以及旋弯疲劳寿命间关系研究,发现了大颗粒夹杂物尺寸(DS)及分布是影响轴承钢旋弯疲劳强度与寿命的关键因素,指出降低轴承钢中大颗粒夹杂物尺寸、控制其分布以及提高裂纹容忍度依然是未来高端轴承钢冶金控制的发展方向。     

碳化物析出形态对高浓度渗碳材疲劳强度的影响

碳化物弥散渗碳对于增强汽车零部件,特别是对于增强渗碳齿轮和轴是一种有希望的方法。已经就表面碳化物形态对弯曲疲劳强度和接触疲劳强度的影响进行了研究,所得结果如下:(1)表面粗的碳化物会降低旋转弯曲疲劳强度和滚动点蚀疲劳寿命。(2)关于弯曲疲劳试验,疲劳裂纹往往起源于表面被粗碳化物复盖的原始奥氏体晶界。(3)接触疲劳寿命随细小弥散分布的碳化物面积百分比的增加而提高。其原因可以用试验过程中防止表面软化来加以解释。     

7B50铝合金板材疲劳极限强度及S-N曲线的测定

采用成组法及升降法针对航天用材料7B50铝合金厚板L-T向试样进行高周疲劳强度研究与测定,摸索材料中值疲劳强度的S-N疲劳寿命曲线的绘制方法,测定出关键材料7B50合金板材的疲劳寿命曲线。     

基于动载荷谱的齿轮弯曲疲劳寿命预测

为了探讨齿轮弯曲疲劳寿命计算问题,将齿轮疲劳总寿命分为两个阶段,即疲劳裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命.通过ADAMS软件仿真实验齿轮的工作情况,使其接近真实状况,得到齿轮载荷谱.根据齿轮载荷谱,利用有限元ANSYS软件分析在齿轮齿根危险截面处的最大应力.采用断裂力学、雨流法和Miner疲劳损伤累积模型,对考虑动载荷情况下的齿轮弯曲疲劳寿命进行预测,推导了齿根裂纹萌生期和扩展期的疲劳寿命计算公式.在高频疲劳试验机上对算例齿轮进行了双齿脉动加载齿根弯曲疲劳寿命实验研究,理论计算结果与实验结果基本吻合,验证了本文理论分析的正确性.      

400 MPa级薄钢板的疲劳性能及断口分析

 利用液压伺服疲劳实验机研究了400 MPa级板带在对称循环应力下的高周疲劳性能,测量了S N曲线,确定了应力幅低于疲劳强度时疲劳寿命与应力幅之间的关系式;用扫描电镜观察该钢的疲劳断口,分析了疲劳断裂特点;在透射电镜下观察了断口附近的微观组织,并对其疲劳断裂机理进行了分析,结果表明：疲劳裂纹起源于表面驻留滑移带挤出脊、侵入沟或表面缺陷,裂纹源扩展最终导致断裂。     

激光沉积TA15钛合金高周疲劳性能研究

为了研究激光沉积TA15钛合金的高周疲劳性能,在720,760和800 MPa应力水平下进行了室温高周疲劳(HCF)测试并分析了疲劳断口,结果显示激光沉积TA15钛合金具有较高的高周疲劳寿命,720 MPa下疲劳源区断口形貌表现为很高的组织敏感性,敏感尺寸达单个α片层尺寸单元,800 MPa下敏感性较弱,只达到α片层集束尺寸单元。部分试样有气孔存在,气孔范围在20～40μm,气孔的存在使试样的高周疲劳寿命呈现不同于锻件的明显分散性,表现为同一应力水平下寿命量级的分散,且气孔的大小与位置对疲劳寿命有不同程度的影响。直径较大和距离表面越近的气孔对疲劳寿命损伤越大。采用数值模拟方法研究发现尺寸大、距离表面近的气孔应力集中系数大,导致裂纹萌生寿命降低。虽然有气孔的存在,但激光沉积TA15钛合金仍具有优异的疲劳性能,这与取向随机、尺寸细小的片层组织有关,细小的显微组织增加裂纹的萌生阻力,提高高周疲劳强度。     

应用断裂力学分析铬钼钢的热疲劳特性

通过试验分析了2．25Cr-1Mo钢的同相和异相热疲劳特性，并应用弹塑性断裂力学方法对其寿命作了解析评价。试验和计算都表明，在相同应变范围下，同相热疲劳的寿命低于异相。另外，计算值和试验值吻合，说明J积分用作评价Cr-Mo钢热疲劳强度的力学参数及本文所建立的计算方法有效。作者还从能量角度提出了一个用于描述裂纹扩展能力的参数△W。在相同△W值下。同相热疲劳寿命和异相热疲劳寿命相等。     

Ti-22Al-25Nb合金板条组织高温高周疲劳行为

研究了双尺寸板条组织的Ti-22Al-25Nb合金在650 ℃和700 ℃下的高周疲劳行为,采用升降法测试了合金的高温高周疲劳强度极限,当应力比R=-1,循环周次Nf=107次时,650 ℃和700 ℃的疲劳强度极限分别为470 MPa和400 MPa。对于双板条组织的Ti-22Al-25Nb合金,其疲劳裂纹既可萌生于试样表面,也可萌生于次表面,并且高周疲劳裂纹在次表面形核的试样具有更高的疲劳寿命。此外,研究发现双尺寸板条组织在高温高周疲劳损伤过程中以胞状析出的形式发生B2→β+O相变,形成组织中的不均匀区域,促使疲劳裂纹在此优先形核。     

用Paris公式进行疲劳寿命计算的逐次计算法

本文给出了用Paris公式在计算机上进行金属构件疲劳寿命的逐次计算方法。作为算例，计算了中板厂φ1800支承辊的断裂寿命。此法可作为金属构件疲劳强度设计及校核的参考。     

铒对Al-4.7Mg-0.7Mn-0.1Zr合金疲劳强度的影响

研究了Al-4.7Mg-0.7Mn-0.4Er-0.1Zr合金板材的室温高周疲劳性能,用升降法测试并计算出该合金在应力比R=0.1,循环寿命为1×107条件下的疲劳强度为293.6 MPa.用扫描电镜观察了疲劳试样断口的形貌特征,分析了疲劳裂纹产生的原因和疲劳断裂过程.用TEM观察了合金中析出相的形貌,分析了铒的存在形式.结果表明:添加铒以后,在合金内部形成了纳米级球形Al3Er粒子,合金的室温疲劳强度得到明显提高.     

液压冲击器活塞的非线性有限元分析

对液压凿岩机活塞的疲劳强度进行了研究,对其失效形式进行了分析,并以YYG90B凿岩机活塞为例进行了有限元强度分析,同时对疲劳安全系数进行了计算．最后提出了提高活塞疲劳强度的方法．     

辊环磨床主轴系统的改进

结合高线中实际生产情况以及经验,对碳化钨辊环磨床主轴系统的密封形式进行改进。将磨头主轴皮带轮所受的交变应力进行分析、疲劳强度验算、疲劳寿命预算,设计出更加适合高线生产的结构,并采用有限元分析对新设计的主要零件进行强度验算。实际生产表明,改进后提升了设备使用的可靠性,进而提高了辊环的加工质量,降低了生产中的维护成本。     

金属注射成形冷作工具钢的超声疲劳性能

用超声疲劳试验研究了金属注射成形(MIM)冷作工具钢和锻轧钢(JIS SKD11)的高周疲劳性能。锻轧钢试样于423K回火1h。另一方面，为了评估回火温度对疲劳性能的影响，将MIM钢试样于不同温度下进行了回火。在N=103～108疲劳寿命范围内进行了超声疲劳试验。MIM钢试样的疲劳强度和锻轧钢试样相同。MIM钢试样的疲劳强度随着回火温度升高而减低。显微组织的观察结果表明，MIM钢试样的碳化物的直径与形状比锻轧钢试样的均一。     

板条组织Ti-22Al-25Nb合金高温高周疲劳行为

研究了双尺寸板条组织Ti-22Al-25Nb合金在650℃和700℃下的高周疲劳行为,采用升降法测试了合金的高温高周疲劳强度极限。当应力比R=-1,循环周次Nf=107次时,650℃和700℃的疲劳强度极限分别为470 MPa和400 MPa。由于不同阶段的高周疲劳裂纹在高温条件下暴露的时间不同导致试样断口表面的氧化产物不同,从而使得高温高周疲劳试样的断口上呈现出不同颜色的区域。通过颜色的变化发现疲劳裂纹既可萌生于试样表面,也可萌生于次表面,并且高周疲劳裂纹在次表面形核的试样具有更高的疲劳寿命。此外,研究发现双尺寸板条组织在高温高周疲劳损伤过程中以胞状析出的形式发生B2→β+O相变,形成组织中的不均匀区域,促使疲劳裂纹在此优先形核。     

汽车用钢DC53D+ZF的疲劳试验测试

为了研究汽车用钢DC53D+ZF的疲劳性能,在不同的最大应力条件下,利用高频疲劳试验机测试疲劳性能。在常温空气环境下,对试样进行了拉-拉疲劳试验(应力比R=0.15)。试验采用正弦波进行波动循环加载直到试样发生断裂,测得试样不同应力水平下的循环次数、应力幅等,DC53D+ZF的疲劳强度下极限为222.4MPa。对DC53D+ZF疲劳数据进行了相应的处理,得到了该汽车用钢的S-N曲线,补充了车身常用钢疲劳特性数据,能够为汽车厂疲劳仿真分析提供可靠的数据基础,预测汽车部件的设计寿命。     

曲轴结构对强度影响的研究分析探讨

本文对大量应用于往复运动的机构中的曲轴的典型结构,利用ANSYS进行了有限元应力分析,并进行了疲劳强度计算,总结出规律性的结论,对曲轴的设计具有特别重要的指导意义.     

几何参数对Ti-Ni合金血管支架支撑性能的影响

依据对血管支架支撑性能的实际测试原型,采用正交试验的方法设计不同几何参数的Ti-Ni合金血管支架分组,通过Pro/E软件建立血管支架的有限元模型,采用有限元模拟方法研究Ti-Ni合金血管支架设计几何参数对其支撑性能的影响,并与实验结果对比验证有限元分析结果的合理性。结果表明:增加支架丝的丝径或支撑筋的折弯半径,可以提高支架的支撑性能;而增大支撑筋的高度,支架的支撑性能降低;支架丝的丝径、支撑筋的高度、支撑筋的折弯半径对支架支撑性能的影响程度依次减弱,其中,支架丝的丝径和支撑筋的高度较支撑筋的折弯半径对支架支撑性能的影响更为显著;对支架进行平板压缩试验测试其支撑反力,其结果与有限元计算结果相吻合,验证了有限元分析结果的合理性。     

6005A焊接件在给定疲劳寿命下中值疲劳强度的研究

采用升降法在给定疲劳寿命为107循环周次时,对所得数据统计分析,得到了2种应力比的中值疲劳强度.实验结果显示,在相同条件下,应力比为0.1的中值疲劳强度比应力比为0.5的小.在应力比一定时,随着最大应力的增加,平均应力和应力幅相应的增大,试样发生失效的概率会相应的增大.