表面激光冲击强化对钛合金超高周弯曲疲劳性能的影响

对TC17钛合金进行了表面激光冲击强化处理,并对其残余应力分布进行了分析,通过强化前后TC17钛合金的超高周弯曲疲劳性能试验,疲劳试样断口形貌的观察,研究了表面激光冲击强化对TC17钛合金的超高周弯曲疲劳性能的影响。结果表明:经过激光冲击强化处理后,TC17钛合金的疲劳裂纹源从强化前的主要分布在表面和次表面,全部转移到了次表面,其超高周弯曲疲劳性能提高了一倍。     

5083H111轧制铝合金的低周疲劳行为

在室温下对5083H111轧制铝合金板三个典型方向——轧制方向(RD方向)、与轧制方向成45°角方向(MD方向)、垂直于轧制方向(TD方向)的试样进行了单轴对称应变控制的低调疲劳试验,研究了不同方向试样的循环变形行为和疲劳寿命差异。结果表明:铝合金板在三个方向上都表现出了明显的循环硬化特性,即在恒定的应变幅下,三个方向的响应应力幅均随着循环次数的增加而增大,并且外加应变幅越大,响应应力幅也越大;三个方向的低周疲劳ε-Nf曲线差别不明显;三参数幂函数寿命模型可以很好地预测5083H111铝合金的低周疲劳寿命。     

平均应力对50钢超高周疲劳性能的影响

为了进一步拓宽超声疲劳试验的研究范围,对50钢进行了含有平均应力的三点弯曲和非对称拉压疲劳性能试验,得到相应的疲劳,S-N曲线,研究了平均应力对其超高周疲劳性能的影响。结果表明：超声频率加载下平均应力对50钢疲劳性能有显著影响,在应力幅相同的情况下,随着平均应力的增大,疲劳寿命降低;常规疲劳用于描述平均应力影响的Morrow关系仍能描述超声频率加载下高周疲劳（〈10^7周次）范围内拉伸平均应力对50钢疲劳性能的影响,但是不能用来描述超高周范围内拉伸平均应力和弯曲平均应力对疲劳性能的影响;常规疲劳用于描述平均应力影响的Goodman模型仍能很好地描述超声频率加载下一定寿命的应力幅值和平均应力的配合。     

腐蚀对TC17钛合金超高周疲劳性能的影响

针对航空发动机在腐蚀环境下存在的超高周疲劳问题,先对TC17钛合金进行加速腐蚀处理,然后应用超声疲劳试验系统在室温下研究了腐蚀对TC17钛合金超高周疲劳性能的影响,最后观察了疲劳断口形貌。结果表明:在疲劳循环大于107周次时,腐蚀与未腐蚀的试样都会发生疲劳断裂,并不存在明显的疲劳极限;腐蚀后钛合金的疲劳强度略有降低,且随着载荷循环周次的增加,其S-N曲线更接近未腐蚀钛合金的;腐蚀后钛合金的疲劳源位于表面,氧化膜破坏导致的点蚀是疲劳裂纹于表面萌生的主要原因。     

304不锈钢的超高周疲劳性能

采用超声疲劳试验技术对304不锈钢超高周疲劳性能进行了研究,并用扫描电镜对疲劳断口进行了分析.结果表明:304不锈钢在105～1010周次范围内的S-N曲线呈阶梯型下降趋势;在106～108周次出现平台,平台对应应力幅约为200 MPa;在平台应力以下,108周次以上超高周范围304不锈钢仍然发生疲劳断裂,不存在传统意义的疲劳强度;高周和超高周断裂试样的裂纹主要从试样表面萌生.     

打磨粒度对A5083铝合金焊接接头力学及疲劳性能的影响

对A5083铝合金焊接接头采用不同粒度的打磨片进行打磨,研究了打磨后焊接接头的拉伸性能和疲劳性能差异,并分析其断口形貌与疲劳性能的关系。80目打磨片条件下的焊接接头拥有最大的抗拉强度以及最高的延伸率,而40目打磨片条件下试样的疲劳极限最高。对疲劳断口进行扫描电镜(SEM)观察,发现裂纹源均为焊缝区的焊接缺陷。研究结果表明,打磨片粒度对A5083铝合金焊接接头的拉伸性能和疲劳性能没有明显影响,焊接接头的质量是其力学性能的主要影响因素。     

铝合金车轮弯曲疲劳性能的有限元分析

用有限元法对铝合金车轮弯曲疲劳性能进行分析,能大大提高产品设计开发的质量和水平,增强设计功能,丰富设计手段;通过各种模拟试验,减少试验时间和经费,预先发现设计中潜在的问题,增强产品可靠性,并缩短产品开发周期,降低开发成本。     

加载频率对FV520B-I钢超高周疲劳性能的影响

采用超声疲劳试验方法和常规疲劳试验方法,对FV520B-I钢在20kHz和140 Hz频率下的超高周疲劳性能进行了研究,分析了加载频率对FV520B-I钢超高周疲劳性能的影响,并基于Basquin方程对超声疲劳试验数据进行了修正。结果表明:在应力幅值相同的情况下,试验钢的疲劳寿命随加载频率的提高而增加,而疲劳强度随加载频率的提高而降低;常规疲劳试验和超声疲劳试验下试验钢的疲劳断裂机制和断口形貌基本相同;修正后的超声疲劳试验数据与常规疲劳试验数据具有较好的相容性。     

铁基粉末冶金合金的高周和超高周弯曲疲劳行为

通过在基粉中添加430L不锈钢粉的形式引入铬元素,采用粉末冶金工艺制备Fe-1.65Ni-1.4Cu-1Cr-0.5Mo-0.6C铁基合金,并进行了硬化和回火热处理,研究了该合金在105～108循环周次下的弯曲疲劳行为。结果表明:试验合金的高周和超高周弯曲疲劳曲线是连续下降的,没有出现疲劳平台;疲劳断口的裂纹为多源萌生,在高应力幅作用下裂纹在试验合金表面和次表面的缺陷处萌生,在低应力幅作用下裂纹主要在试验合金内部缺陷处萌生;裂纹扩展区有明显的疲劳辉纹特征,与低应力幅作用下的相比,在高应力幅作用下的疲劳辉纹间距较大,裂纹扩展速率较快;瞬断区主要由解理面和小韧窝组成,与高应力幅作用下的相比,在低应力幅作用下的解理面增多,韧窝数量减少,脆性断裂的特征更加明显。     

金属材料超高周疲劳研究进展

随着机械装备很多关键零部件设计寿命的提高,超高周疲劳研究已经成为工程材料研究领域一个新的热点问题,近几十年来在世界各地得到广泛开展.文中综述国内外金属材料超高周疲劳研究取得的成果,特别是近十年来在金属材料超高周疲劳试验方法、疲劳行为特征、机理和寿命预测等方面的进展,重点讨论超高周疲劳裂纹萌生和扩展的研究中得到的试验结果和形成的理论模型.指出超高周疲劳研究现有理论和计算模型存在的不足,并提出几个值得进一步研究的问题和有价值的研究方法.     

轿车铝合金车轮弯曲疲劳性能的有限元分析

利用三维建模软件ug和有限元分析软件Ansys建立某款轿车铝合金车轮的弯曲疲劳试验力学分析模型.结合铝合金的材料特性,通过Ansys的结构分析模块研究螺栓预紧力、旋转离心力和试验弯矩对车轮结构强度的影响以及车轮结构的应力应变分布规律,找出应力集中区域.通过与实际试验结果的比较,验证了有限元分析结果的准确性.     

碳纤维树脂基复合材料三点弯曲超高周疲劳实验研究

开展了碳纤维树脂基复合材料三点弯曲超高周疲劳实验,对比了无冷却、间断加载、压缩冷空气及液氮四种冷却方式,并利用红外热像仪对试件的温度进行监控,研究了碳纤维树脂基复合材料在超声频加载下的热效应。结果表明:碳纤维树脂基复合材料在超声频加载时会产生明显的温升现象,并对其弯曲模量及谐振频率产生较大影响,严重时甚至会出现试件烧蚀现象;采用液氮冷却可保证试件在超声加载过程中温度不超过其玻璃态转化温度;当应力循环次数超过10~7时试件在超高周范围仍会发生疲劳破坏,破坏形式包括分层、基体开裂两种。     

基于ANSYS Workbench铝合金车轮弯曲疲劳性能的分析

通过三维软件SolidWorks建模,并且运用ANSYS Workbench进行铝合金车轮弯曲疲劳性能的有限元分析,通过仿真得到弯曲疲劳寿命云图及安全系数云图,所得分析数据与实际试验数据相对比,证明有限元分析的可靠性,为铝合金车轮的开发设计提供了理论依据。     

背压对5083铝合金超塑胀形性能的影响

通过三组对比试验分析了背压对于5083铝合金锥形件成形性能的影响。实验结果表明,背压可以有效提高材料的成形极限;而在极限状态下,背压胀形的应变也大于无背压时材料的应变。同时,实验发现,3MPa背压下材料的成形性能要好于1.5MPa背压下材料的成形性能。     

Cu-Zn-Al-Ce形状记忆合金弯曲疲劳及对性能的影响

研究了铜基形状记忆合金的弯曲疲劳极限,初步探讨了弯曲疲劳循环次数对记忆性能和相变点的影响规律。实验表明:铜基形状记忆合金抗弯疲劳性能良好;随弯曲循环次数的增加,单向恢复率逐渐减小,而相变温度明显升高,转变温度范围则逐渐变窄。     

超高周疲劳研究现状及展望

超高周疲劳是指疲劳周次达到10^8及其以上时材料的疲劳行为。与一般认识的疲劳行为不同之处是,超高周疲劳发生在传统疲劳极限以下,因此研究超高周疲劳行为有助于进一步理解疲劳的本质和疲劳机理。文中综述近几年超高周疲劳研究的进展,包括超高周疲劳的典型特征,如S-N曲线的特点、断口特征、断面上的鱼眼形貌以及裂纹的起源与扩展特征等;分析疲劳机理和相关的模型以及简要探讨影响超高周疲劳的一些因素,如加载频率、加载方式、氢的作用等。在此基础上提出值得进一步研究的几个问题。     

金属材料超高周疲劳研究综述

从20世纪80年代日本的学者提出钢铁材料在超过10^7的应力循环出现疲劳破坏的现象后,到20世纪90年代这一现象得到欧洲学者的重视,并通过很多合金的10^10应力循环的超声疲劳实验数据证明这一现象的存在。至此,超高周疲劳研究在国际上逐渐成为疲劳研究领域的一个热点。文中论述金属材料超高周疲劳研究的背景及意义,介绍最近几年超高周疲劳的研究成果,回顾金属疲劳研究的历史,明确超高周疲劳在疲劳研究史上的地位,提出今后超高周疲劳研究的课题。     

GH4169镍基高温合金的超高周疲劳性能

在室温下使用超声疲劳试验机对GH4169镍基高温合金进行了105~108周次的疲劳试验,获得了S-N曲线并观察了疲劳断口形貌。结果表明:S-N曲线呈逐渐下降的趋势,没有出现疲劳极限,在超过107周次的循环后试样仍发生疲劳破坏;疲劳裂纹的萌生位置并未随S-N曲线的下降呈现出规律性,裂纹主要萌生于试样表面,少量萌生于试样内部;在超声疲劳载荷作用下试样同时存在塑性和脆性两种破坏方式。     

表面机械处理对5083铝合金表面形貌和拉伸性能的影响

采用扫描电镜结合慢应变拉伸试验研究了表面机械处理(喷砂和砂轮盘打磨)对5083铝合金的表面形貌和拉伸性能的影响。结果表明:5083铝合金经表面机械处理后,出现了一定程度的损伤(表层产生了裂纹),从而使其拉伸时断裂时间缩短和伸长率降低,其中表面喷砂后,伸长率降低了9.9%,表面打磨后,伸长率降低了13.5%。