高应力比下HQ-60钢焊缝的疲劳裂纹扩展速率

通过对ＨＱ－６０新钢钟的试板和蔗样焊缝的残余应力实测得到，试样焊缝中的残余应力很小，在研究高应力下焊缝的疲劳裂纹扩展时可忽略其影响。根据焊缝的纹扩展试验结果，得到了在线弹性范围内扩展速率公式，在小范围屈服出提出了一个应力强度因子修正方法，扩大该公式的应用范围，为焊接结构寿命分析提供了方便。     

残余压应力场对B780CF钢焊接接头疲劳裂纹扩展的影响

为了明确不同强度残余压应力场对裂纹扩展速率及寿命的影响,采用埋弧自动焊通过不同焊接热输入控制不同焊缝宽度,从而在制备标准CT试样时通过机械加工时的残余应力释放得到各组不同强度残余压应力场的各组焊接接头,并根据裂纹闭合原理,提出基于Elber的三参数分段公式,根据分段公式条件从MTS试验机采用柔度法获得的试验数据中提取、归纳数据,利用断裂力学方法和数理统计方法进行分析,得出结论,裂尖存在的焊接残余压应力场在一定程度上可以明显降低裂纹扩展速率,提高裂纹扩展寿命,对焊接接头裂纹扩展有着关键性作用。     

焊接残余应力对7N01铝合金疲劳裂纹扩展影响

焊接残余应力作为平均应力影响裂纹扩展. 将残余应力与外载平均应力分离,通过构建典型焊接残余应力场,借助扩展有限元计算焊接残余应力场的应力强度因子. 开展了紧凑拉伸（CT）试样的疲劳扩展试验,基于Walker公式将裂纹尖端平均应力强度因子K_m（静态量）和应力强度因子幅值ΔK（动态量）分离,获得疲劳裂纹扩展速率da/dN与K_m及ΔK的非线性关系. 结果表明,不同外载荷下,应力比与裂纹长度为非线性关系;残余应力对裂纹扩展存在尺度效应:CT试样裂纹长度小于2 mm时,残余应力场明显影响疲劳裂纹扩展速率;当裂纹长度大于2 mm,外载荷为主导因素.     

残余应力对Super304H焊缝金属再热裂纹敏感性的影响

采用预压缩CT试样的方法研究了残余应力对Super304H奥氏体不锈钢焊缝金属再热裂纹敏感性的影响。通过ABAQUS模拟结合EBSD表征分析了不同残余应力下的焊缝金属的塑性应变分布和位错密度分布,并从残余应力诱导焊缝金属晶内析出相的方面解释了残余应力对焊缝金属再热裂纹敏感性的影响。结果表明：高预压缩载荷的CT试样具有更高的残余应力,更容易产生再热裂纹。随着残余应力的增加,焊缝金属拉伸试样的抗拉强度逐渐降低。焊缝金属CT试样靠近U型口的高残余应力区域具有更高的位错密度和更高比例的亚晶,促进了晶内小颗粒相的析出,使得晶内硬化更为严重,再热裂纹更容易产生。     

残余应力对管线钢韧性断裂的影响

以弹塑性断裂力学理论为基础,应用ABAQUS有限元软件,采用固有应变法引入残余应力,并基于细观塑性损伤模型研究了残余应力对管线钢韧性裂纹扩展阻力曲线的影响.模型中选择了具有不同深浅裂纹的单边缺口弯曲（SENB）试样和DNV推荐准则中用于管线钢断裂评估的单边缺口拉伸（SENT）试样,并对这两种断裂力学试样在大范围屈服条件下的裂纹扩展阻力曲线（CTOD-R曲线）行为进行了对比分析.结果表明,对于深裂纹试样,残余应力降低了韧性裂纹扩展阻力曲线,而浅裂纹试样受残余应力的影响可忽略不计.     

高速列车关键部件材料服役后焊接接头裂纹扩展性能研究

文中对服役480万km后高速列车关键结构部件SMA490BW钢焊接接头的残余应力水平、微观组织及各项基本力学性能与疲劳裂纹扩展行为进行了研究。结果表明,服役前后的残余应力均为压应力,服役后的残余应力水平呈增大趋势,在测试区域大部分测点的应力分布在-100～-300 MPa之间;焊缝区的晶粒最大,母材的晶粒最小;焊缝区和热影响区的硬度均高于母材的,焊接接头抗拉强度为531 MPa,母材的抗拉强度为547 MPa;所有试样的弯曲试验结果均合格,试样未出现裂纹;疲劳裂纹扩展速率从大到小依次为焊缝、热影响区、母材,造成这种差异的原因是焊缝区晶粒较大,导致应力集中程度较大,因此抗疲劳裂纹扩展的能力越差,微观组织结构的差异是导致接头不同区域抗疲劳裂纹扩展能力不同的主要原因。     

电弧增材制造钛合金界面处残余应力及其影响研究

采用电弧增材制造方法制备了含增材/基材界面钛合金板,采用轮廓法测量了其残余应力分布。建立了模拟紧凑拉伸(C(T))试样加工和裂纹扩展过程中残余应力发展的有限元模型,缺口状态C(T)试样内残余应力分布与轮廓法测试结果吻合良好。采用该模型讨论了试样内残余应力随裂纹扩展的变化规律及对裂纹扩展的影响。试验和数值分析结果表明:2种类型试样缺口状态的残余应力分布有很大差别,A类试样(缺口位于基材)残余压应力区域靠近缺口根部,C类试样(缺口位于增材)残余压应力区域远离缺口根部;A类试样内残余应力随裂纹扩展迅速释放,残余应力引起的应力强度因子较小;C类试样内残余应力随裂纹扩展变化较小,残余应力引起的应力强度因子较高,降低了疲劳裂纹扩展寿命。     

疲劳裂纹扩展过程中焊接残余应力重分布测试

提出了一种新的焊接残余应力在疲劳裂纹扩展过程中重分布规律的测试方法,并给出了相应的计算公式.在裂纹扩展的路径上粘贴若干三向电阻应变片,然后利用动态应变仪实时采集裂纹扩展过程中的应变变化,根据所推导的公式换算成相应的残余应力变化,从而得到裂纹扩展过程中残余应力重分布的规律.利用这种方法,试验测试了高强钢TIG焊接接头在疲劳裂纹扩展过程中的焊接残余应力重分布规律,并与一种解析的方法进行了对比.结果表明,该方法能够更为准确地表征裂纹扩展过程中焊接残余应力重分布的情况.     

管线钢焊接接头H2S应力腐蚀试验分析

采用楔形张开加载(WOL)试样,对X56、X65管线钢不同焊接工艺下焊接接头的焊缝金属和热影响区在H2S介质中的抗应力腐蚀性能进行了试验研究.结果表明,全部平行试样都发生了少量的裂纹扩展,当应力强度因子K达到临界值(KISCC),裂纹不再扩展.在文中采用的焊接工艺下制备的X56钢和X65钢焊接接头,热影响区的抗H2S应力腐蚀性能略强于焊缝金属,且焊缝金属和热影响区性能均低于文献中介绍的母材性能,可以认为是焊缝金属和热影响区粗晶区的晶粒粗化、焊接缺陷、焊接残余应力和焊缝的高匹配等因素造成的.     

残余压应力场中疲劳短裂纹扩展模型及实验

结合实验讨论了残余应力对裂纹扩展作用的模型及其存在的问题。指出用公式△Ｋｅｆｆ＝（Ｋｍａｘ＋λＫｒ）－Ｋｏｐ中较准确地计算出残余压应力场中裂纹的扩展速率。残余压应力既使裂纹闭合力提高，又使最大应力强度因子降低，两者均使裂纹扩展驱动力△Ｋｅｆｆ减少，因而降低了裂纹的扩展速率。     

激光冲击强化对2524铝合金疲劳寿命的影响

目的探索激光冲击工艺参数对2524铝合金疲劳寿命的影响。方法开展不同激光能量、不同冲击次数下的激光冲击强化实验,测试其残余应力和表面硬度,并进行裂纹扩展实验和显微组织观察。结果激光冲击强化能显著提高材料的表面硬度,且材料的硬度值随着冲击能量和冲击次数的增加而递增,但硬度增长率随冲击次数增多而降低。激光冲击强化在试样表层形成较大的残余压应力,使用6.25 J的激光能量冲击1次,最大残余压应力可达-222MPa,并且残余压应力随着激光能量和冲击次数增加而增加,但冲击强化次数存在阈值。相较于未冲击试样,激光冲击1次的试样的疲劳寿命提升32%,冲击2次的疲劳寿命提升41%。对试样断口进行微观形貌观察,在裂纹长度为28 mm处,未冲击试样、激光冲击1次和冲击2次试样的疲劳条带间距分别为1.06、0.628、0.488μm,裂纹扩展速率分别为1.06×10^-3、6.28×10^-4、4.88×10^-4 mm/N。结论激光冲击强化能显著提高2524铝合金的表面硬度,并在表面产生较大的残余压应力。激光冲击强化能够有效迟滞2524-T3铝合金的疲劳裂纹扩展速率,进而有效延长疲劳寿命。     

残余应力集中及其对疲劳极限和短裂纹扩展的影响

缺口根部的残余应力存在应力集中效应,应力集中值不仅取决于缺口几何形状而且和材料的屈服强度有关。残余应力集中系数是一个分布值,其数值甚至可超过理论应力集中系数。软试样喷丸后缺口处的残余应力易于松弛及喷丸时的表面损伤使其对疲劳极限的贡献小。残余压应力使缺口处裂纹闭合力增大甚至可出现非扩展裂纹。     

RESIDUAL STRESS CONCENTRATION AND ITS EFFECTS ON FATIGUE LIMIT AND SHORT CRACK GROWTH

Residual stress concentration at a notch depends on both notch geometry and yield strength ofthe material.It varies through the depth,and its magnitude may be higher than the theoreticalone.Compressive residual.stress concentration at the notch of shot-peened specimen of softmaterial is easily to he relaxed,with the surface damage during shot-peening results in a mi-nor contribution to the fatigue limit.Compressive residual stress increases the crack closureeffect at the notch and may lead to a non-propagating crack.     

A quantitative analysis of the effect of laser transformation hardening on crack driving force in steels

A mechanical model of a laser transformation hardening specimen with a crack in the middle of the hardened layer is developed to quantify the effects of the residual stress and hardness gradient on crack driving force in terms of J-integral. It is assumed that the crack in the middle of the hardened layer is created after laser transformation hardening. Using a Double Cantilever Beam model, the analytic solutions, which can be used to quantify the effects of the residual stress and the hardness gradient resulting from laser transformation hardening on crack driving force, are obtained. A numerical example shows the crack driving force decrease is very sensitive to the residual compressive stress increase.     

焊接结构残余应力的测定及其对疲劳裂纹扩展速率的影响

采用Ｘ射线法和切割应力释放法测定了焊接件残余应力的分布．研究了它们的分布规律．由于切割应为释放法可以近似模拟裂纹扩展时的残余应力的变化，从而查明了残余应力对疲劳裂纹扩展速率的影响。     

残余压应力场中裂纹扩展的闭合模型

分析了残余压应力对裂纹闭合的影响机理,在此基础上建立残余应力场中裂纹扩展闭合力的预测模型,讨论了裂纹闭合的尺寸效应,将模型延伸至短裂纹和表面裂纹的范围．对形变强化组织影响闭合进行了讨论