疲劳裂纹扩展的非平衡统计模型

为了研究金属中微观结构对疲劳短裂纹扩展性能的影响 ,在宏观与微观相结合的疲劳断裂非平衡统计理论中 ,考虑了材料微观结构因素 ,从而能够合理地解释有关疲劳短裂纹及长裂纹的实验结果 .建立的非平衡统计理论模型把位错机理同裂纹扩展联系起来进行模拟 ,得到了包括疲劳短裂纹及长裂纹的整个金属疲劳寿命内的普适裂纹扩展速率公式 ,并和他人的理论结果进行了比较 .     

铝锂合金疲劳裂纹的微观实验观察

通过二元铝锂合金的细观拉伸疲劳实验,动态观察了试样表面金相微观结构组织的变化及微裂纹的萌生及扩展直到断裂的全过程,并分析讨论了晶界及微结构对微裂纹萌生及扩展的影响,微裂纹向短裂纹、长裂纹发展的判据。本实验材料是模型材料,晶界结合强度较弱,裂纹沿晶开裂现象较多。经对实验结果及金相裂纹分析,表明金属材料微结构对裂纹扩展有明显的影响。晶界作为一种物质界面存在于晶粒间,具有一定的物理和力学性质,对微裂纹扩展速率及发展行为有较大影响。     

微观结构疲劳短裂纹生长行为的描述方法

通过对裂纹损伤区位错平衡条件的分析,建立了循环应力下的疲劳短裂纹生长位错模型．结合对疲劳短裂纹损伤区与晶界交互作用分析,由模型给出了一个振荡形式发展的微观结构疲劳短裂纹生长速率表达式,其范围包络线可以较好地覆盖裂纹生长速率的试验数据．     

微观结构疲劳短裂纹生产行为的描述方法

通过裂纹损伤区位错平衡条件的分析,建立了循环应力下的疲劳短裂纹生产位错模型,结合对疲劳短裂纹损伤区与晶界交互作用分析,由模型给出了一个振荡形式发展的微观结构疲劳短裂纹生产速率表达式,其范围包络线可以较好地覆盖裂纹生产速率的试验数据。     

GH169合金疲劳与蠕变裂纹萌生及扩展的微观动态物理过程研究

研究了镍基高温合金GH169的疲劳,疲劳蠕变复合作用下裂纹萌生、扩展的微观动态物理过程,结果表明,高温疲劳裂纹在滑移带与晶界相交处萌生,以晶内驻留滑移带处微裂纹连接方式扩展。疲劳蠕变复合作用下裂纹在垂直于应力轴方向的晶界处萌生,以晶界滑动方式扩展。疲劳蠕变复合作用使裂纹扩展方式由切变型转变为止应变型。晶粒大小对疲劳/蠕变复合作用下材料断裂寿命的影响远大于第二相的作用。晶粒越小,其断裂寿命越长。     

AZ31B镁合金螺纹型缺口试样疲劳性能研究

利用高频疲劳试验机对AZ31B镁合金螺纹型缺口试样疲劳性能进行了试验研究,给出了本实验条件下的S-N曲线,得到循环基数为107的疲劳极限是15.3MPa,并与相同材料光滑试样疲劳性能对比.运用扫描电镜对断口形貌进行了观察,分析了断裂机理.经分析认为:AZ31B挤压镁合金螺纹型缺口试样高周疲劳的断裂过程包括裂纹萌生、裂纹扩展、最终断裂3个阶段,疲劳源主要发生在螺纹根部,为多发性裂纹源;裂纹扩展区微观断口具有典型的解理断口形貌,断裂表现为脆性断裂.     

晶须增强铝合金中短裂纹的疲劳扩展速率

应用微观力学方法研究晶须增强铝合金中短裂纹的扩展速率,为预报短裂纹寿命提供依据。通过晶须增强铝合金中疲劳短裂纹扩展过程的分析,利用裂纹扩展的能量释放率给出短裂纹的疲劳扩展速率方程,数值计算结果与实验结果相吻合,裂纹扩展速率具有波浪式向前发展的特点。     

车用含Nb奥氏体不锈钢热疲劳行为分析

采用自约束热疲劳试验方法,分析了排气歧管用含Nb奥氏体不锈钢热疲劳行为.结果表明:热疲劳裂纹主要沿晶界扩展,少部分穿过晶界扩展,与较大碳化物颗粒有关;除循环上限温度为1050℃的试样外,其他试样的热疲劳过程均包括萌生、加速扩展及稳态扩展阶段;随循环上限温度的升高,热疲劳裂纹起裂及达到最大扩展速率所需次数减少;循环上限温...     

Q345高周疲劳失效机理及固有耗散能研究

双相钢Q345多用于建筑或机械结构的承力构件,循环载荷的长期作用使得构件在低于其静强度的载荷条件下发生疲劳断裂,经济可靠的强度设计需要对材料的疲劳失效进行研究。作者利用电磁谐振高频疲劳试验机,在载荷频率140 Hz、应力比为-1条件下,得到不同失效概率时材料高周疲劳（10⁴周次< 疲劳寿命< 10⁷周次）应力-寿命（S-N）曲线。利用扫描电子显微镜观察材料受到循环载荷作用后的显微结构的变化和疲劳失效后试样的断面微观形貌,研究材料疲劳裂纹的萌生和扩展。同时,利用红外热像仪记录Q345试样表面的温度场随循环载荷作用周次的变化,研究材料在高频循环载荷作用下的固有耗散能。双相钢Q345在高频循环载荷作用下的疲劳失效主要是由于铁素体-珠光体双相结构在循环载荷作用下的微观强度差异使得微观裂纹首先萌生于相对薄弱的铁素体晶粒,且随循环载荷周次的增加而裂纹逐渐扩展。珠光体晶粒对疲劳裂纹的扩展起阻碍作用,使得疲劳裂纹沿铁素体或铁素体与珠光体之间的晶界向前扩展。当载荷幅值低于其高周疲劳极限时,试样表面温升不明显;有限寿命的载荷条件下,试样表面温度场的变化受到材料微观变形的影响,基于试样表面温度场的变化,能快速确定材料的高周疲劳强度极限。高频循环载荷作用下,单位体积材料的固有耗散能与载荷之间呈非线性关系,在热力学框架内建立了材料的固有耗散能表征模型。     

疲劳短裂纹扩展描述方法

提出了以裂纹顶端延伸位移幅度为驱动力参量的疲劳短裂纹扩展速率描述方法,在小变形情况下与Nisitani方程是一致的.以正火15MnVNq钢试验数据进行了验证,对疲劳短裂纹扩展速率描述结果表明,该方法是合理有效的.     

16Mn钢焊接件疲劳裂纹萌生与扩展机理研究

对16Mn钢对焊接头的焊缝及热影响区中疲劳裂纹的萌生与扩展机理进行了研究与讨论,结果发现：疲劳裂纹的萌生与扩展与铁素体组织有关,疲劳裂纹扩展阶段裂纹尖端附近为形成于铁素体晶粒内的位错胞及亚晶,在离裂纹尖端较远处为高密度的位错缠结。     

STUDY ON THE THRESHOLD VALUE OF CERAMIC MICROCRACK PROPAGATION

The fatigue behavior of alumina and silicon car-bide has been investigated in this paper.Once visiable macrocrack on ceramic materials appears,the specimen ruptures due tothe high speed of crack propagation and small ultimate strain.It is indicated that the bending fatigue,limit is equal tothreshod value of surface micro crack propagation and is deter-mined by the original defects and grain boundary force of mate-rials.For ceramic materials,the crack growth is controlled bythe applied stress.By measuring the macroscopic residualstrength,we can determine whether the micro-crack is expand-ing and calculate the growth rate of mico-crack.     

近门槛区疲劳裂纹扩展特性

本文综述了近年来对近门槛区疲劳裂纹扩展特性的研究,尤其是对短裂纹扩展特性的研究,包括短裂纹的奇异现象。文中强调了裂纹闭合现象对长、短疲劳裂纹扩展的影响,分析了几种闭合机制,对目前各种测量闭合效应的试验方法予以了详细的归纳和评述,指出了在目前的试验条件下,应变片法是一种较理想的方法。最后,文中指出了近门槛区疲劳裂纹扩展研究中一些值得注意的现象和问题。     

机械构件随机疲劳寿命的一种计算方法

利用裂纹扩展速率的Ｐａｒｉｓ公式,将应力幅值Ｓｒ和材料参数Ｃ作为随机变量,应用概率中心极限定理推导出在随机载荷作用下构件的裂纹长度和疲劳寿命的概率密度函数．在此基础上得出构件的疲劳可靠度．     

应用无网格伽辽金法模拟疲劳裂纹扩展问题

无网格伽辽金法(EFGM)是近年来兴起的无网格法的一种,与传统的有限元等数值计算方法相比,它只需要节点信息和计算域的几何边界.由于不需要网格重构,裂纹扩展只需要通过自由裂纹面的延伸来模拟,这大大简化了裂纹模拟的过程.本文综述了EFGM在疲劳裂纹扩展中的应用,对扩展基的使用、权函数的选择及裂纹扩展的模拟方法和动态应力强度因子的计算进行了论述     

Dynamic Model of Thermal Fatigue Crack Propagation In 3Cr2W8V Steel

In this paper, the thermal fatigue test data in 3Cr2W8V steel are analyzed numerically. Then, on this basis a formula of thermal fatigue crack propagation rate with respect to stress intensiyt factor range is presented. Finally a dynamic equation of the control parameters for thermal fatigue crack propagationis derived according to evaluating the thermal strain relaxation property of the steel.