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Modeling and numerical investigation of slow crack growth and crack arrest in ceramic polycrystals
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作者 Bassem El Zoghbi Rafael Estevez Christian Olagnon 《Theoretical & Applied Mechanics Letters》 CAS 2013年第5期53-57,共5页
ntergranular slow crack growth in zirconia polycrystal is described with a cohesive zone model that simulate mechanically the reaction-rupture mechanism underlying stress and environ- mentally assisted failure. A 2D p... ntergranular slow crack growth in zirconia polycrystal is described with a cohesive zone model that simulate mechanically the reaction-rupture mechanism underlying stress and environ- mentally assisted failure. A 2D polycrystal is considered with cohesive surfaces inserted along the grain boundaries. The anisotropic elastic modulus and grain-to-grain misorientation are accounted for together with an initial stress state related to the processing. A minimum load threshold is shown to originate from the onset of the reaction-rupture mechanism to proceed where a minimum traction is reached locally and from the magnitude of the initial compression stresses. This work aims at providing reliable predictions in long lasting applications of ceramics. 展开更多
关键词 ZIRCONIA CERAMIC slow crack growth cohesive zone intergranular failure
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PE100级管材专用料的介绍及应用发展
2
作者 贺蕾蕾 《化工管理》 2023年第25期17-19,共3页
文章介绍了国内外PE100级燃气管材专用料的发展概况及产品的性能。从蠕变断裂强度、耐应力开裂性和耐快速裂纹扩展性能3个维度分析比较了PE100+协会与国际标准对PE100管材专用料性能要求的差异。最后结合国内的研发和生产现状,对国内PE... 文章介绍了国内外PE100级燃气管材专用料的发展概况及产品的性能。从蠕变断裂强度、耐应力开裂性和耐快速裂纹扩展性能3个维度分析比较了PE100+协会与国际标准对PE100管材专用料性能要求的差异。最后结合国内的研发和生产现状,对国内PE100级管材专用料的发展进行了展望。 展开更多
关键词 聚乙烯专用料 PE100 耐慢速裂纹增长 耐快速裂纹扩展
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聚乙烯管材料抵抗慢速裂纹扩展性能研究 被引量:12
3
作者 谢侃 唐岩 +3 位作者 李延亮 王群涛 张桂云 张佐光 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期20-23,共4页
研究了共聚单体的种类、含量以及相对分子质量、共聚单体支化链在主链上的分布等因素对聚乙烯管材料抵抗慢速裂纹扩展(SCG)性能的影响。结果表明,己烯共聚聚乙烯管材料较丁烯共聚聚乙烯管材料具有更好的SCG抵抗性能;共聚单体摩尔百分含... 研究了共聚单体的种类、含量以及相对分子质量、共聚单体支化链在主链上的分布等因素对聚乙烯管材料抵抗慢速裂纹扩展(SCG)性能的影响。结果表明,己烯共聚聚乙烯管材料较丁烯共聚聚乙烯管材料具有更好的SCG抵抗性能;共聚单体摩尔百分含量从0.35增加至0.86,聚乙烯管材料发生慢速裂纹破坏时间可从150h增加至4000h以上;增大聚乙烯管材料的相对分子质量,可提高材料的SCG抵抗性能;共聚单体在主链上的分布对于聚乙烯管材料的SCG抵抗性能有重要影响,分布均匀、两支化链之间距离较长的聚乙烯管材料较分布不均匀、有较多相对距离较短的支化链的聚乙烯管材料具有更优异的SCG抵抗性能。 展开更多
关键词 聚乙烯 管材料 耐慢速裂纹扩展 结构 性能
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聚乙烯管材慢速裂纹增长性能及其评价方法 被引量:16
4
作者 熊志敏 孙佳文 +1 位作者 武志军 陈敏剑 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期10-14,共5页
简要概述了聚乙烯(PE)管材的慢速裂纹增长性能,全面介绍了评价慢速裂纹增长性能的各种试验方法。详细分析了聚乙烯给水管和燃气管的国家标准与国际标准对慢速裂纹增长性能的要求及其差异;同时还分析了PE100+协会、国内G5+质量控制小组... 简要概述了聚乙烯(PE)管材的慢速裂纹增长性能,全面介绍了评价慢速裂纹增长性能的各种试验方法。详细分析了聚乙烯给水管和燃气管的国家标准与国际标准对慢速裂纹增长性能的要求及其差异;同时还分析了PE100+协会、国内G5+质量控制小组以及最新的PAS 1075标准对聚乙烯管道产品的慢速裂纹增长性能要求的区别。最后就聚乙烯慢速裂纹增长性能评价方法的发展方向及其应用进行了分析与展望。 展开更多
关键词 聚乙烯管材 慢速裂纹增长 评价测试方法
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加速试验研究HDPE管材耐慢速裂纹增长性能 被引量:9
5
作者 熊志敏 武志军 +2 位作者 华晔 魏若奇 者东梅 《合成树脂及塑料》 CAS 北大核心 2016年第4期60-63,共4页
研究了不同浓度的壬基酚聚氧乙烯醚表面活性剂溶液对高密度聚乙烯(HDPE)管材锥体试验的影响;同时开发了一种复合表面活性剂溶液,并研究其在锥体试验和HDPE全缺口拉伸蠕变试验中的加速效果。结果表明:一般的表面活性剂溶液对HDPE管材慢... 研究了不同浓度的壬基酚聚氧乙烯醚表面活性剂溶液对高密度聚乙烯(HDPE)管材锥体试验的影响;同时开发了一种复合表面活性剂溶液,并研究其在锥体试验和HDPE全缺口拉伸蠕变试验中的加速效果。结果表明:一般的表面活性剂溶液对HDPE管材慢速裂纹增长性能影响不大,而新开发的表面活性剂溶液相对于壬基酚聚氧乙烯醚表面活性剂溶液具有至少1倍的加速效果,极大地加速了HDPE管材的耐慢速裂纹增长性能评价试验,加快了HDPE管材专用树脂的开发工作。 展开更多
关键词 高密度聚乙烯管材 慢速裂纹增长 加速试验 全缺口拉伸蠕变试验 锥体试验
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回收料对聚乙烯管材专用料及制品性能的影响研究 被引量:6
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作者 卢晓英 王宇杰 +8 位作者 徐春燕 蔡玉东 朱光宇 孔霏 杨晓彦 吕畅 王艳芳 黄强 于建红 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期89-94,共6页
研究了聚乙烯管材新料和回收料或再生料中物性差异及回收料对管材制品性能的影响;开展了管材新料与典型回收料不同比例掺混试验,系统研究了掺混料的力学性能、抗氧化性能和流变性能。结果表明,聚乙烯管材或原料中灰分、熔体流动速率、... 研究了聚乙烯管材新料和回收料或再生料中物性差异及回收料对管材制品性能的影响;开展了管材新料与典型回收料不同比例掺混试验,系统研究了掺混料的力学性能、抗氧化性能和流变性能。结果表明,聚乙烯管材或原料中灰分、熔体流动速率、氧化诱导时间和金属元素含量的测定可以有效将再生料及其制品与管材新料及其制品区分开来;铁和钙元素含量的测定可以有效鉴定出管材原料及其制品中是否掺混有管材再生料或回收料;本项目研究成果有望应用于聚烯烃塑料管道标准的制修订,对规范塑料管道行业健康发展发挥重要作用。 展开更多
关键词 金属元素 回收料 聚乙烯管材 静液压测试 耐慢速开裂增长
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应变硬化模量评价聚乙烯管材专用料SCG性能方法研究 被引量:4
7
作者 朱天戈 杨化浩 +1 位作者 武鹏 者东梅 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期93-96,共4页
通过研究不同等级聚乙烯管材专用料在不同测试温度下的应力-应变行为,建立了以应变硬化模量评价聚乙烯管材专用料耐慢速裂纹增长(SCG)性能的快速评价方法。结果表明,80℃时样品的应变硬化模量测试值可以有效评价样品SCG性能。通过分析... 通过研究不同等级聚乙烯管材专用料在不同测试温度下的应力-应变行为,建立了以应变硬化模量评价聚乙烯管材专用料耐慢速裂纹增长(SCG)性能的快速评价方法。结果表明,80℃时样品的应变硬化模量测试值可以有效评价样品SCG性能。通过分析动态力学性能研究了该方法原理,当测试温度高于样品α松弛峰温时,晶区分子链在应力作用下解缠结、取向,与慢速裂纹增长过程中的分子链运动相似,因此可以用来表征慢速裂纹增长性能。 展开更多
关键词 聚乙烯管材专用料 慢速裂纹增长 应变硬化模量 快速评价
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串晶结构对自增强HDPE短期力学性能和耐慢速裂纹扩展性能的影响 被引量:4
8
作者 曹建国 高雪芹 申开智 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期200-206,共7页
采用自行设计制造的动态保压(DPIM)装置和慢速裂纹增长监测装置,对通用级纯料HDPE5000S进行自增强和串晶对慢速裂纹增长影响研究。结果表明:动态保压试样有大量的串晶结构生成;动态保压试样的拉伸强度高达98.7 MPa,是静态试样24.2 MPa的... 采用自行设计制造的动态保压(DPIM)装置和慢速裂纹增长监测装置,对通用级纯料HDPE5000S进行自增强和串晶对慢速裂纹增长影响研究。结果表明:动态保压试样有大量的串晶结构生成;动态保压试样的拉伸强度高达98.7 MPa,是静态试样24.2 MPa的4.08倍,提高了307.9%,实现了聚乙烯的自增强,动态试样拉伸强度的提高主要是由于有大量的互锁串晶结构形成和结晶度的提高共同所致。动态试样在拉应力是静态试样1.83倍的情况下,因慢速裂纹扩展而发生断裂的时间是静态试样的6.17倍。聚合物耐慢速裂纹增长的能力与聚合物的晶体结构有关,动态试样的串晶结构对慢速裂纹增长的阻止作用非常明显。串晶结构阻止慢速裂纹扩展的主要原因有:高强度的脊纤维晶断裂需克服很大的能量;串晶中片晶间互相紧密接触或重叠给慢速裂纹扩展带来较大的阻力;结晶度的提高。 展开更多
关键词 动态保压 慢速裂纹增长 自增强 串晶
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BCL-100催化剂用于制备超韧性聚乙烯管材专用料 被引量:2
9
作者 李颖 郭子芳 +3 位作者 周俊领 苟清强 曹昌文 黄庭 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期862-868,共7页
利用BCL-100催化剂颗粒形态规整、共聚性能优异的特点,在Innovene S工艺装置上开发了超韧性聚乙烯管材专用料;采用GPC-IR,13C NMR,DSC等方法考察了树脂的组成、结构、形貌和性能,并与PE100管材专用树脂PN049-030-122进行了对比。实验结... 利用BCL-100催化剂颗粒形态规整、共聚性能优异的特点,在Innovene S工艺装置上开发了超韧性聚乙烯管材专用料;采用GPC-IR,13C NMR,DSC等方法考察了树脂的组成、结构、形貌和性能,并与PE100管材专用树脂PN049-030-122进行了对比。实验结果表明,BCL-100催化剂制备的超韧性聚乙烯管材专用料具有双峰相对分子质量分布,短支链含量高,兼具良好的加工性能和优异的力学性能,尤其具有优异的耐慢速裂纹增长性能,通过了国家化学建筑材料测试中心的8760 h切口管实验,可用做非开挖管道的原料树脂。 展开更多
关键词 BCL-100催化剂 Innovene S工艺 双峰聚乙烯 管材 耐慢速裂纹增长
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Yb_2O_3掺杂氮化硅复合材料的高温动态疲劳行为 被引量:1
10
作者 吴仁兵 陈建军 +3 位作者 杨光义 潘颐 李俊德 黄肇端 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期101-106,共6页
研究了N2气氛加压烧结制备的6 wt%Yb2O3和2 wt%Al2O3掺杂氮化硅复合材料在高温下的动态疲劳行为。用维氏压痕法在试样上获得规范的预制裂纹。分别在1000℃、1200℃、1300℃、1400℃下,以1、0.5、0.1、0.01 mm/min的不同压头速率对试样... 研究了N2气氛加压烧结制备的6 wt%Yb2O3和2 wt%Al2O3掺杂氮化硅复合材料在高温下的动态疲劳行为。用维氏压痕法在试样上获得规范的预制裂纹。分别在1000℃、1200℃、1300℃、1400℃下,以1、0.5、0.1、0.01 mm/min的不同压头速率对试样进行四点弯曲试验。不同温度下疲劳应力-加载速率函数曲线的对比表明,这种材料在1200℃时,对亚临界裂纹生长具有最高的抵抗力(即具有最大的亚临界裂纹生长指数N)。XRD、TEM分析表面晶界相的晶化、裂纹愈合可以提高亚临界裂纹生长指数。EDS分析表明,1200℃下氮化硅陶瓷断裂面的氧化有助于晶界相的晶化,但是在更高的温度下,则会产生不利影响。 展开更多
关键词 氮化硅 动态疲劳 亚临界裂纹生长
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基于应变硬化与微观结构相关性的PE管材耐慢速裂纹扩展性能研究 被引量:9
11
作者 陈国华 黄晓之 +3 位作者 李茂东 杨波 王志刚 翟伟 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期97-101,共5页
对于应用于燃气和给水行业的聚乙烯(PE)管材,耐慢速裂纹扩展(SCG)性能是评价其是否能够长期服役的重要指标。采用应变硬化试验法得到PE100RC和PE100管材试样的应变硬化模量,并对其与重均分子量、分子量分布、共聚单体含量及类型、片晶... 对于应用于燃气和给水行业的聚乙烯(PE)管材,耐慢速裂纹扩展(SCG)性能是评价其是否能够长期服役的重要指标。采用应变硬化试验法得到PE100RC和PE100管材试样的应变硬化模量,并对其与重均分子量、分子量分布、共聚单体含量及类型、片晶厚度等微观结构参数之间的相关性进行研究,以期更为准确地理解和评价PE管材耐慢速裂纹扩展性能。结果表明,相对于其他微观结构参数,共聚单体类型和片晶厚度与PE管材的耐慢速裂纹扩展性能之间有更加明显的相关性;结合应变硬化模量与微观结构参数对PE管材慢速裂纹扩展性能进行评价可以提高其结果的准确性;PE100RC在应变硬化与微观结构参数表征上都比PE100表现得更优异,PE100RC具有更加优良的耐慢速裂纹扩展性能。 展开更多
关键词 聚乙烯管材 应变硬化 微观结构 慢速裂纹扩展
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聚乙烯承压管道及原料耐慢速裂纹增长测试标准及实验要求 被引量:8
12
作者 赵启辉 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2008年第10期90-94,共5页
聚乙烯(PE)管材在施工和使用过程中会产生裂纹并缓慢扩展,评价耐慢速裂纹增长性能包括原料测试和管材测试两部分。介绍了国际标准和国家标准中关于耐慢速裂纹增大试验的要求、原理和应用,并列举了通过切口试验加速老化评价和预测 PE 原... 聚乙烯(PE)管材在施工和使用过程中会产生裂纹并缓慢扩展,评价耐慢速裂纹增长性能包括原料测试和管材测试两部分。介绍了国际标准和国家标准中关于耐慢速裂纹增大试验的要求、原理和应用,并列举了通过切口试验加速老化评价和预测 PE 原料长期性能和使用寿命的几种方法。 展开更多
关键词 聚乙烯 管材 耐慢速裂纹增长 使用寿命
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裂纹慢扩展对陶瓷强度影响的分析方法 被引量:1
13
作者 杨晓光 熊昌炳 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第1期115-120,共6页
研究了慢速裂纹扩展对陶瓷材料强度退化的影响,并给出了一个一般的强度退化分析方法.该方法在一定条件下是与传统的分析方法等价的.并根据静疲劳实验数据,得到了裂纹扩展参数的确定方法.分析仅仅考虑了裂纹慢速扩展(SlowCr... 研究了慢速裂纹扩展对陶瓷材料强度退化的影响,并给出了一个一般的强度退化分析方法.该方法在一定条件下是与传统的分析方法等价的.并根据静疲劳实验数据,得到了裂纹扩展参数的确定方法.分析仅仅考虑了裂纹慢速扩展(SlowCrackGrowth──SCG)对强度的影响,不涉及其它的因素.最后从三个方面,即裂纹扩展机理,蠕变及统计性讨论了陶瓷结构时间相关可靠性及对寿命的影响. 展开更多
关键词 断裂 断裂机理 陶瓷 强度
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玻璃在平面双向和单向应力状态下慢裂纹扩展特性 被引量:3
14
作者 包亦望 Stein,RW 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第5期604-609,共6页
采用热弹性力学方法对含裂纹的玻璃薄片在双向和单向平面拉应力下的亚临界裂纹扩展进行了观测和研究.该实验方法使得玻璃、陶瓷等脆性材料的双向拉伸,直通裂纹预制和裂纹扩展过程记录这3个难度大的实验得以完成.对60多个玻璃试件... 采用热弹性力学方法对含裂纹的玻璃薄片在双向和单向平面拉应力下的亚临界裂纹扩展进行了观测和研究.该实验方法使得玻璃、陶瓷等脆性材料的双向拉伸,直通裂纹预制和裂纹扩展过程记录这3个难度大的实验得以完成.对60多个玻璃试件的断裂阻力随载荷速度的变化进行了实验观测和分析。 展开更多
关键词 玻璃 平面应力 断裂 裂纹扩展
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莫来石陶瓷的室温延迟断裂行为 被引量:1
15
作者 杜春生 龚江宏 刘嵩 《陶瓷学报》 CAS 1996年第4期16-20,共5页
分别在室温空气和水中测定了莫来石陶瓷在不同外加应力水平下的断裂寿命.发现与在空气中的情况相比,在水中实验数据的离散程度明显改善,在外加应力较高时.莫来石在水中的延迟断裂被认为是应力腐蚀裂纹扩展的结果,而当外加应力水平... 分别在室温空气和水中测定了莫来石陶瓷在不同外加应力水平下的断裂寿命.发现与在空气中的情况相比,在水中实验数据的离散程度明显改善,在外加应力较高时.莫来石在水中的延迟断裂被认为是应力腐蚀裂纹扩展的结果,而当外加应力水平低于某一特征值σ0时,考虑了新的裂纹形成,连通及扩展过程的另一种机理主导了莫来石的延迟断裂过程。 展开更多
关键词 断裂 应力腐蚀 裂纹 莫来石陶瓷 陶瓷
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Creep fracture parameters of polyethylene pipe welded joints 被引量:1
16
作者 刘宇 石悦 +1 位作者 王立君 赵小辉 《China Welding》 EI CAS 2012年第2期28-32,共5页
Double edge notched tensile (DENT) tests were carried out to investigate the slow crack growth (SCG) behavior of PESO welded joints. Efforts were made to acquire creep fracture parameters which can characterize cr... Double edge notched tensile (DENT) tests were carried out to investigate the slow crack growth (SCG) behavior of PESO welded joints. Efforts were made to acquire creep fracture parameters which can characterize creep resistance. Results show that creep compliance indicates an ascending trend with the increase of applied stress. A global creep load parameter is obtained. It has a linear relationship with fkacture time in logarithmic coordinate system and helps to predict the fracture time at any applied load. 展开更多
关键词 POLYETHYLENE welded joint slow crack growth CREEP
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慢断裂试验仪的研制与应用
17
作者 陈榕 马颖 +2 位作者 张庆国 赵开盛 朱蔓萝 《合成树脂及塑料》 EI CAS 1998年第3期34-38,共5页
选择典型的具有不同分子链结构的4种聚乙烯为研究体系,利用慢断裂试验仪对4种材料进行不同温度、不同载荷以及不同切口深度条件的慢断裂生长失效实验。研究表明:4种材料中以D样品粘弹性最强,在实验条件下未观察到慢断裂失效过程;A样品... 选择典型的具有不同分子链结构的4种聚乙烯为研究体系,利用慢断裂试验仪对4种材料进行不同温度、不同载荷以及不同切口深度条件的慢断裂生长失效实验。研究表明:4种材料中以D样品粘弹性最强,在实验条件下未观察到慢断裂失效过程;A样品粘弹性最弱,材料断裂失效的时间最短;B和C样品各项性能指数居中,该结果得到其他实验结果的支持。实验表明,慢断裂试验仪适用于对材料使用性能的失效评价测量。 展开更多
关键词 聚乙烯 慢断裂试验 力学性 流变性 断裂 试验仪
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Al_2O_3-ZrO_2陶瓷的动态疲劳特性研究
18
作者 刘颖 黄兴家 涂铬旌 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1992年第2期156-160,共5页
本文研究了三种 Al_2O_3-ZrO_2陶瓷的动态疲劳特性,评价了它们对疲劳慢裂纹扩展的抗力,讨论了有关的影响因素,并比较系统地分析了表面残余压应力及裂纹尖端相变诱生残余压应力可延缓疲劳裂纹扩展的有利作用。
关键词 疲劳 裂纹 氧化锆 增韧
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基于应变硬化模量的PE管材耐SCG试验方法评述
19
作者 罗利 刘一江 +2 位作者 马燕 张永军 刘秀 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期62-66,126,共6页
聚乙烯(PE)管道因具有耐腐蚀、易维护等优点,广泛应用于给水、供燃气和油气输送工程等,国家重要的生命线工程中。慢速裂纹扩展(SCG)是造成PE管道失效,影响PE管道服役寿命最重要的因素之一,对PE管材耐SCG性能的正确评价具有重要的理论价... 聚乙烯(PE)管道因具有耐腐蚀、易维护等优点,广泛应用于给水、供燃气和油气输送工程等,国家重要的生命线工程中。慢速裂纹扩展(SCG)是造成PE管道失效,影响PE管道服役寿命最重要的因素之一,对PE管材耐SCG性能的正确评价具有重要的理论价值与现实意义。介绍了一种基于应变硬化模量的PE管材耐SCG性能加速试验的新方法——应变硬化试验法(SH法),阐述了SH法的基本原理和试验流程,综述了SH法的国内外研究进展,通过与其它耐SCG性能试验方法比较分析,阐明了应变硬化模量与SCG性能的相关性,及SH法在耐SCG性能评估的合理性和重要应用价值。最后,对SH法的应用与发展进行了总结与展望。 展开更多
关键词 聚乙烯管道 慢速裂纹扩展 加速评估 应变硬化试验法 应变硬化模量
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氧化锆增韧陶瓷的室温动态疲劳
20
作者 李远强 何旭初 +1 位作者 丘泰 徐洁 《南京化工大学学报》 1996年第2期35-39,共5页
用动态疲劳试验法研究了3Y-TZP和3Y-TZP/Al_2O_3(20wt%)陶瓷在空气中的室温动态疲劳,并讨论了疲劳慢裂纹扩展特性。另外利用动态疲劳数据对两种陶瓷的平均寿命进行了预测。两种陶瓷材料在室温下均存在着慢裂... 用动态疲劳试验法研究了3Y-TZP和3Y-TZP/Al_2O_3(20wt%)陶瓷在空气中的室温动态疲劳,并讨论了疲劳慢裂纹扩展特性。另外利用动态疲劳数据对两种陶瓷的平均寿命进行了预测。两种陶瓷材料在室温下均存在着慢裂纹扩展,主要是由空气中水蒸汽的应力腐蚀所造成的,且裂纹是沿晶界玻璃相扩展的。相变诱发的表面压应力和裂纹尖端的正应变可提高疲劳抗力。在800MPa应力作用下,3Y-TZP和3Y-TZP/Al_2O_3(20wt%)的平均寿命分别为24min和72h,平均寿命随应力的增大而缩短. 展开更多
关键词 陶瓷 动态疲劳 裂纹扩展 氧化锆陶瓷
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