预应变对低合金钢循环非弹性响应的影响

通过预应变试样的低循环疲劳试验，研究了预应变对低合金钢循环应力幅，循环塑性应变幅和循环滞回能的影响，分析了变化的原因。     

一个基于能量原理的疲劳损伤函数

通过对疲劳损伤过程中能量参数的分析，得出了一个用循环滞回能描述疲劳损伤非线性过程的损伤函数，并分析了其损伤演化规律．应用本文得出的损伤函数预测低循环疲劳寿命与试验结果符合较好①．     

循环滞回能的瞬态响应及数学模型

分析了低循环疲劳循环滞回能的循环相关性特点，给出了循环滞回能瞬态响应的数学模型．与已有的模型比较，本文给出的模型能准确地描述循环滞回能的循环相关事实，并且与试验结果符合较好．另外，在本模型的基础上还给出了总失效吸收能的计算式     

晶粒尺寸和塑性应变幅对多晶铜疲劳的滞回能的影响

研究了多晶铜循环形变中晶粒尺寸和塑性应变幅对滞回能的影响.通过不同温度退火获得具有不同晶粒尺寸的试样,在岛津5kN疲劳机上进行恒塑性应变疲劳实验,通过分析不同塑性应变幅下滞回能密度随循环周次的变化规律,以及不同晶粒尺寸下饱和前吸收的累积滞回能随塑性应变幅的变化规律,得出结论:晶粒尺寸越小,饱和前吸收的累积滞回能越大;随塑性应变幅增加,相同循环周次时的滞回能密度增大,饱和前吸收的累积滞回能减小;随塑性应变幅增加,晶粒尺寸对饱和前吸收的累积滞回能影响减弱.     

AZ91E-T6镁合金平均应力松弛的本构描述及其在疲劳寿命预测中的应用

针对在低应变幅(Δε/2=0.003,0.005),应变比R=εmin/εmax=0的循环加载过程中,平均应力松弛对AZ91E-T6镁合金疲劳寿命影响较大的实验现象,采用Chaboche本构模型对平均应力松弛过程进行本构描述。推导了Chaboche本构模型的增量形式,采用应变控制的加载方式,获得了AZ91E-T6镁合金材料的循环应力应变迟滞曲线,并求得其稳态滞回环的平均应力,最后利用Morrow模型预测了AZ91E-T6镁合金材料的疲劳寿命。通过与已有实验数据的比较表明:Chaboche本构模型能较好地描述在应变控制条件下,AZ91E-T6镁合金材料的循环平均应力松弛行为,采用计算出的稳态滞回环平均应力结合Morrow模型能够对疲劳寿命作出较准确的预测。     

扭转预应变对Q345R钢超低周疲劳性能影响研究

采用横向应变控制方法,研究了扭转预应变对压力容器用钢Q345R超低周疲劳性能的影响。获得了预扭转前后材料的循环应力-应变关系、疲劳寿命等实验数据,据此,利用双参数威布尔分布数概率函数对疲劳寿命数据进行处理,结果表明其疲劳寿命以及置信度在双对数坐标系中的线性关系良好。通过Hollomon公式和MansonCoffin公式拟合疲劳实验数据,建立了疲劳寿命预测公式。计算并拟合了材料塑性应变能和循环周次的关系,并对比研究了预扭转前后材料的循环韧度。试样疲劳断口观察表明预扭转的材料比未预扭转的材料断口形貌中有较多的子孔洞、空穴和二次裂纹。     

预应变亚稳态奥氏体不锈钢（S30408）深冷低周疲劳性能

为了研究冷成形和温成形对深冷容器低周疲劳性能的影响,通过液氮温度（77 K）下的拉伸试验和低周疲劳试验,分析预应变（0和0.35）和预应变温度（293 K和363 K）对亚稳态奥氏体不锈钢（S30408）深冷低周疲劳性能的影响机制. 0.35预应变使试样内部位错密度增加和产生强化相体心立方马氏体,与母材试样相比,293 K预应变试样初始循环应力幅增大,疲劳辉纹宽度减小,深冷低周疲劳寿命增加显著. 随着预应变温度由293 K升高到363 K,奥氏体相稳定性增加,马氏体相变受到抑制,初始循环应力幅减小,疲劳辉纹宽度增大,预应变对深冷低周疲劳寿命的增益作用减弱. 总体来看,0.35预应变对S30408深冷低周疲劳性能有明显增益作用,但增益程度受预应变温度的限制.     

挤压变形AZ81镁合金的疲劳变形与断裂行为

研究镁合金的疲劳行为，可为镁合金的抗疲劳设计和合理使用提供可靠的理论依据.通过总应变幅控制的疲劳实验和断口形貌分析，确定了挤压变形AZ81镁合金的循环应力响应行为、疲劳寿命行为和断裂机制.结果表明：在应变控制的疲劳加载条件下，挤压变形AZ81镁合金呈现明显的循环应变硬化，其弹性应变幅、塑性应变幅与断裂时的载荷反向周次之间的关系可分别用Basquin和Coffin-Manson公式来描述，得到了拉伸滞后能的理论计算值与应变疲劳寿命之间呈线性关系、疲劳裂纹的萌生和扩展均以穿晶模式进行的结论.     

薄壁圆管在内压和扭矩作用下的循环响应和疲劳分析

在本文(1)中,我们应用Valanis提出的内时本构方程,研究了循环内压下薄壁圆管的塑性响应,得到了循环应力——塑性应变,循环内压——塑性应变的解析公式。由此描绘了碳钢圆管在循环内压下的稳定迟滞回线。这是疲劳寿命估计的依据。     

镍基高温合金GH4049的高温低周疲劳行为

研究了锻造镍基高温合金在500—800℃温度范围内的循环应力响应和疲劳寿命行为．结果表明，在各种温度和较高应变幅下，合金均呈现循环硬化；在相同应变范围下，合金的疲劳寿命随着试验温度的升高而降低．此外，利用扫描电子显微镜对疲劳试样的断口进行了分析．     

热处理对挤压态6061铝合金低周疲劳行为的影响

为了确定固溶处理、时效处理及固溶+时效处理对挤压变形6061铝合金的疲劳变形行为和疲劳寿命的影响规律,针对不同处理状态的挤压变形6061铝合金进行了低周疲劳实验研究.结果表明,低周疲劳加载条件下,不同处理状态的挤压变形6061铝合金均呈现明显的循环应变硬化,且随着外加总应变幅的增加,循环应变硬化效果愈明显;在较高的外加总应变幅下,固溶态6061铝合金的疲劳寿命最长,而时效态6061铝合金的疲劳寿命最短,当外加总应变幅较低时,挤压态6061铝合金的疲劳寿命高于经过热处理的合金的疲劳寿命;此外,固溶处理可明显降低挤压变形6061铝合金的循环应变硬化指数和循环强度系数.     

基于压磁效应的钢筋疲劳损伤试验研究

对17个HRB400热轧钢筋加工的标准试件进行轴向拉伸疲劳试验,并通过实时记录试件周围的压磁信号,研究疲劳过程中压磁信号的演变规律.结果表明:HRB400钢筋的压磁信号对疲劳损伤很敏感,相比应力-应变滞回曲线更能反映疲劳损伤过程;在静力加载与循环加载过程中,压磁信号曲线都存在一个相对稳定的极值比;不同疲劳阶段的压磁滞回曲线存在显著差别,根据滞回曲线极值点的变化可预测疲劳失效;比较2个磁探头信号的曲线特征可初步判断失效的位置;试验得到的压磁信号演化过程符合疲劳三阶段规律,据此提出一个预测钢筋剩余疲劳寿命的方法.     

AZ31B挤压变形镁合金低周疲劳行为研究

分别研究了挤压变形AZ31B镁合金在非对称载荷与对称载荷下的疲劳行为,结果表明两种加载方式下,疲劳过程随着应变幅的增加,滞回曲线的不对称性均增强;在低应变幅下,位错滑移为主要塑性变形机制;而在较高应变幅下,孪生-去孪生为主要变形机制;同一应变幅下,压-压非对称低应变幅疲劳寿命最长,拉-压对称低应变幅疲劳寿命次之,拉-拉非对称低应变幅疲劳寿命最短。     

弹性模量对混凝土疲劳性能的影响

对同龄期的C15混凝土,在准确测试其静力弹性模量的基础上,进行了大量的恒幅疲劳性能的试验研究,在相同的试验条件下,分析了静力弹性模量的离散性对混凝土的循环应变、应变－寿命曲线及疲劳寿命的影响。     

Q345B母材及其焊接接头的低周疲劳行为

对Q345B及其光滑焊接接头的低周疲劳行为进行了试验研究.采用轴向对称应变控制方法,保持恒定应变速率为0.005 s-1,在0.3％～0.7％的应变范围内,在电液伺服疲劳试验机上测定了Q345B及其光滑焊接接头的低周循环应力响应特征、应变-寿命、应变-能量关系,并进行了对比分析.结果显示,Q345B母材在应变幅度低于和高于0.4％时分别呈现明显的循环软化和硬化现象,而焊接接头出现显著的硬化现象.与母材相比,焊接接头的低周转变寿命、疲劳强度和疲劳寿命明显减小.通过试验数据确定了Q345母材及其焊接接头Coflin-Manson关系的合理参数,建立了应变幅度-疲劳寿命及能量-寿命关系式.力学不均匀性引起的循环硬化趋势增加是导致焊接接头低周疲劳性能减低的主要原因.     

不同保载时间下FGH96粉末高温合金疲劳-蠕变试验研究

对航空发动机涡轮盘的典型材料FGH96粉末高温合金不同保载时间下的疲劳-蠕变变形特性及微观损伤机理进行了试验研究。开展了550℃下不同保载时间的低周疲劳-蠕变试验,讨论了保载时间对FGH96合金应力-应变曲线、循环应变响应、疲劳-蠕变寿命及损伤机理的影响。结果表明:保载时间对FGH96合金疲劳-蠕变变形特性有显著影响,随着保载时间的增加,非弹性应变迟滞能增大,稳态滞回曲线发生右移,包络应变及包络应变率增加,疲劳-蠕变寿命先呈指数减小后趋于平稳,蠕变损伤逐渐起主导作用。断口分析表明:保载时间的引入使得断面呈现出多裂纹源特征,断裂模式由穿晶断裂向穿晶-沿晶混合断裂转变,裂纹扩展区存在滑移带及少量韧窝,瞬断区韧窝特征明显。     

热处理工艺对GH33A合金高温低周疲劳寿命的影响

本文研究了不同热处理工艺对GH33A高温合金在550℃时的低周疲劳寿命和循环变形行为的影响。结果表明,当应变范围△ε_l<1.2％时,采用双级时效工艺(B工艺)可获得最长的疲劳寿命;当应变范围△ε_l>1.2％时,采用标准热处理工艺可获得较长的疲劳寿命。热处埋工艺不同,合金的循环变形行为也不同。应根据具体构件的受力条件来制定合理的热处理工艺。以发挥合金的潜力.     

LC9材料疲劳特性的测试及其寿命预测方法探讨

对ＬＣ９－ＣＳ棒材进行轴向应变控制疲劳试验，较全面地测试出材料的应变疲劳特性，包括稳态应力应变曲线，瞬态应力应变曲线，Ｍａｎｓｏｎ－Ｃｏｆｆｉｎ公式描述的εａ－Ｎｆ曲线以及当量应变寿命（εｅｑ－Ｎｆ）曲线。并对上述特性曲线构成的不同寿命预测方法与试验进行了深入比较，结果表明，瞬态应力应变曲线和εｅｑ－Ｎｆ曲线能较好地反映材料的疲劳特性。并能兼顾应变疲劳和应力疲劳分析的需要。     

PBGA无铅焊点应力应变数值模拟及寿命预测

本文对焊点材料为Sn3.8Ag0.7Cu的PBGA封装器件进行了3-维有限元数值模拟.以Aand统一粘塑性本构方程描述无铅焊点的粘塑性行为,研究了在温度循环载荷下焊点阵列等效应力和塑性应变的分布规律,找出了实体模型中最大应力和应变的焊点位置;分析了最大应变焊点的等效应力周期性变化和等效塑性应变累积的动特性曲线;基于Manson-Coffin焊点疲劳寿命模型,对关键焊点进行了寿命预测,疲劳寿命值为3.851×103循环周期.     

玻璃陶瓷在循环应力作用下的疲劳研究

本文选用水、空气、煤油三种介质，对一种典型可切削玻璃陶瓷在循环载荷作用上的疲劳特性进行了研究。结果表明，循环疲劳对介质不敏感，循环疲劳对最大应力敏感主要是机械疲劳过程。循环载荷对材料造成附加损伤，降低材料的寿命。