TC17钛合金圆形开孔平板试样疲劳性能差异原因

TC17钛合金圆形开孔平板试样的疲劳性能存在差异,采用扫描电镜和能谱分析、金相检验、残余应力测试、粗糙度检测等方法对差异原因进行分析。结果表明:对于K_(t)=2.52且疲劳寿命较短的板状圆孔疲劳试样,其疲劳裂纹起源于孔边倒圆角加工损伤或孔内壁加工损伤处,寿命较长试样的疲劳裂纹均起源于孔内壁亚表面;对于K_(t)=2.1且疲劳寿命较短的板状圆孔疲劳试样,其疲劳裂纹起源于孔内壁加工损伤或孔边倒圆角损伤处,而寿命较长试样的疲劳裂纹多起源于表面加工缺陷或孔内壁亚表面处;试样加工损伤、孔内壁较大残余压应力以及残余应力较分散等因素造成了试样的疲劳性能存在较大差异。

不同孔隙度中心受压圆形薄板试样渗透特性试验研究

通过控制砂粒粗细的方法自制不同孔隙度的圆形薄板试样,利用RSM-SY7基桩多跨孔超声波自动循测仪测量其孔隙度值并进行标记。利用自主研发的渗透试验装置,在DDL600电子万能试验机上进行中心受压圆形薄板试样弯曲变形过程中的渗透特性试验;研究孔隙度对圆形薄板试样轴向抗压强度、初始渗透率的影响及其对圆形薄板试样弯曲变形过程中轴向载荷与渗流量出现峰值时间差的影响,并研究圆形薄板试样弯曲变形过程中渗透率的变化规律。研究结果表明:不同孔隙度中心受压圆形薄板试样弯曲变形过程中,其渗透率均在整体上呈现先增大后减小的趋势;试样的孔隙度越大,其轴向载荷峰值Fmax、初始渗透率整体越趋于减小;当试样孔隙度较大时,其弯曲变形过程中轴向载荷F峰值先于流量Q峰值出现,反之,其流量Q峰值先于轴向载荷F峰值出现。

一种精确测量ASTM标准圆形拉伸试样锥度的方法

介绍了ASTM标准中圆形拉伸试样主要部位的尺寸与要求。采用国产万能工具显微镜-投影法对试样在平行长度部位的锥度进行了测量。该方法简便易行,结果准确可靠,满足了标准要求,同时发挥了老设备的作用,保证了试样的加工精度。

钢铁产品圆形拉伸试样加工刀具的改进

针对目前圆形拉伸试样车削操作繁琐、进给量小、切削力大、刀具消耗大及加工效率低等问题,不能满足钢厂钢铁产品快速检验、降低检验成本的要求,对原来的切削加工刀具进行了改进。将原来的75°偏刀改为60°尖刀,取消了原来的90°右偏刀,将宽刃修光刀改造为切断刀,将圆弧刀增加修光刃代替宽刃修光刀与圆弧刀。应用实践表明,改进后的刀具使用更方便,不仅能提高试样的加工质量和加工效率,还能减少加工消耗、降低检验成本。

试样形状对管材力学性能检测结果的影响

研究了试样形状对铝合金管材力学性能检测结果的影响。结果表明,用圆形试样测得的伸长率比扁条试样的高;不同宽度扁条试样的测量结果相差不大。

减震橡胶材料的两种等双轴拉伸测试方法对比研究

文章通过对两种不同的双轴拉伸试验机进行了基于圆形试样和方形试样的等双轴拉伸测试对比试验,以探究减震橡胶材料的等双轴拉伸测试。试验结果表明,两种测试方法都能够实现高应变水平的等双轴拉伸测试,且基于方形试样的等双轴拉伸测试可达到的应变水平更高。文章还通过有限元方法验证了两种测试方法的临界应变水平,为试验设计提供了重要参考。

层理面特性对砂岩断裂力学行为的影响研究

层理弱面对层状岩石的力学特性影响较显著,为了研究层理面特性对岩石断裂力学特性的影响,开展了具有不同层理方向的砂岩试样三点弯试验,探讨了砂岩断裂韧度及断裂模式的各向异性。之后基于有限元中的黏聚单元建立了数值模型,采用数值模拟方法研究了层理面强度对各层理角度试样断裂力学行为的影响规律。结果表明:层理方向影响下砂岩的断裂韧度及模式存在各向异性;同一层理方向试样的断裂韧度随层理面强度的增大而增大,且试样的层理面与加载方向夹角越小,断裂韧度受层理面强度变化影响越明显;试样的断裂模式不仅与层理面强度有关,还受层理倾角的控制,层理面与加载方向夹角θ=0o试样断裂模式基本不受层理面强度影响,θ=30o试样主要沿层理面张拉或剪切破坏,且沿层理面的破裂长度随层理面强度的降低逐渐增大;层理面强度较大时,θ=45o试样主要沿层理面张拉破坏,θ=60o^90o试样主要以贯穿层理的张拉破坏为主;层理面强度较小时,θ=45o^90o试样均以沿层理面的剪切破坏为主,其中θ=45o试样沿层理剪切长度最大。另外,通过数值模拟结果分析了层理面强度及方向对试样的起裂角及裂纹扩展路径产生的影响。该研究成果可作为层状岩石断裂力学理论的有益补充。

高比重钨合金准静态和动态断裂韧性研究

文章研究了高比重钨合金95W-3.5Ni-1.5Fe在准静态和动态加载下的断裂特性,开展实验测试了该材料在准静态和动态加载下的断裂韧性。准静态试验利用三点弯半圆形试样在万能试验机上加载,并根据测试标准ASTM E399得到了准静态断裂韧性。动态加载则是利用三点弯半圆形试样在霍普金森压杆上进行冲击加载,分析了试样在冲击过程中的动态力平衡条件,并依照准静态方法计算了钨合金在不同冲击速率下的动态断裂韧性,最后讨论了加载速率对钨合金断裂韧性的影响。

层理方向对砂岩断裂模式及韧度的影响规律试验研究

为了探索具有层理面的砂岩断裂力学性质的各向异性,开展了具有不同层理方向的半圆形砂岩试样在不同切缝角度下的三点弯试验研究,揭示了层理方向对砂岩应力强度因子、断裂韧度及破裂模式的影响规律。试验结果表明试样破裂模式受层理面与荷载方向夹角θ控制:θ=0°时,沿层理面张裂破坏;θ=30°时,沿层理面剪切破坏;θ=45°,60°时,切层和沿层理面混合破裂;θ=90°时,切层破坏。不同层理角度的试样测得的断裂韧度差异较大,切缝角α=0°时,θ=90°试样断裂韧度最大,θ=0°试样断裂韧度最小,且KImax/KImin=2.36。运用有限元计算了各试样的无量纲化应力强度因子,结果表明切缝角α=0°时,无量纲化II型应力强度因子YII受层理面与荷载方向夹角θ影响显著:θ=0°,90°试样YII=0,呈现I型断裂;θ=45°,60°试样YII≠0,呈现出I-II复合型断裂;θ=30°试样YII最大,以II型断裂占主导,其余切缝角度下试样无量纲化I型应力强度因子与II型应力强度因子随层理角度θ的变化呈现不同的变化规律。通过扩展有限元XFEM计算出的试样起裂角、断裂韧度及断裂路径与试验结果吻合较好,结果表明各试样的起裂角随层理面与荷载方向夹角θ及切缝角α的变化呈现一定的各向异性。试验所得规律有助于更全面理解具有层理面岩石的断裂特性,并可作为对各向异性岩石断裂力学理论研究和数值计算的有益补充。

层理角度对砂岩力学特性及断裂破坏规律影响研究

为探究不同层理角度下砂岩的力学特性以及裂纹扩展规律,对五种层理角度砂岩试样进行抗压强度和抗拉强度测试,并采用半圆盘试样进行Ⅰ型断裂韧度测试,获得其破坏荷载,借助有限元分析软件计算其断裂韧度,研究层理角度对砂岩力学特性的影响。研究表明:层理角度对砂岩抗压强度、弹性模量以及抗拉强度的影响非常显著,且随着层理角度的增加,其断裂韧度呈逐渐减小的趋势。裂纹的扩展路径分析结果表明,层理角度为0°和30°的试件破坏状态受层理面影响较小;当层理角度大于45°时,试样破坏主要受层理角度影响,其破坏路径沿层理角度方向扩展。研究结果为层理角度对砂岩断裂破坏和裂纹扩展路径的影响提供了新的思路。