常规疲劳与振动疲劳联合加载试验研究

针对航空壁板结构同时承受常规疲劳载荷与振动载荷的受载特点.通过一种新的联合加载试验装置解决常规疲劳载荷与振动载荷同时施加的技术难题.开展航空壁板结构的联合加载试验技术研究.试验结果表明论文提出的联合加载方法可行.并验证损伤等效方法的有效性。

TC16钛合金螺栓及其连接30CrMnSiA钢板孔的疲劳行为

利用高频疲劳实验机和自制装置进行疲劳试验,研究了TC16钛合金螺栓连接30CrMnSiA高强度钢板结构的疲劳破坏行为,并通过扫描电镜(SEM)和有限元分析法分析了钢板和钛合金紧固件的失效机理。结果表明:30CrMnSiA高强度钢板件用TC16钛合金紧固件连接时在外加拉-拉疲劳载荷下,其疲劳破坏属于微动疲劳,寿命较带自由孔30CrMnSiA钢板件的常规疲劳寿命下降约60%,脱层和磨粒磨损是板孔微动疲劳的主要损伤形式。TC16钛合金紧固件连接30CrMnSiA高强度钢板结构在拉-拉疲劳载荷下,钛合金螺栓由于弯曲疲劳作用发生弯曲疲劳断裂,而非微动疲劳破坏。TC16钛合金螺栓表面进行阳极氧化处理有利于改善30CrMnSiA高强度钢连接板的微动疲劳性能。然而,钛合金螺栓表面进行阳极氧化处理由于韧性降低的缘故,却导致其常规弯曲疲劳抗力明显下降。

渗碳与喷丸复合处理对18Cr2Ni4WA钢表面完整性及疲劳性能的影响

为提高18Cr2Ni4WA钢齿轮的服役性能,研究了渗碳与喷丸强化复合处理对18Cr2Ni4WA钢表面完整性及常规疲劳和接触疲劳性能的影响规律。利用X射线应力仪、粗糙度仪、扫描电子显微镜、显微硬度计等测试和分析了表面组织结构、残余应力场、表面粗糙度、表面形态特征及表面加工硬化作用。结果表明:合理的喷丸强化工艺与渗碳复合处理能够显著提高18Cr2Ni4WA齿轮钢的旋弯弯曲疲劳性能和接触疲劳性能,但并不是喷丸强度越高,疲劳性能越好,而是存在较佳的喷丸强化参数,此条件下可获得良好的表面完整性,因而常规机械疲劳抗力和接触疲劳抗力均可协调提高。过高强度的喷丸处理会破坏渗碳钢的表面完整性,不利于疲劳性能。此外,复合改性对常规疲劳行为和接触疲劳行为的影响规律有所不同,此归于二者失效机制及控制因素的差异。

不同疲劳加载方法对金属悬臂梁性能影响的试验研究

为了探究不同疲劳加载方法对金属悬臂梁性能的影响,基于电磁振动台分别设计振动疲劳试验系统及相应常规疲劳试验系统,针对30CrNi4MoA合金钢悬臂梁进行弯曲疲劳试验研究。结果表明:30CrNi4MoA合金钢在循环次数为1×10^(7)cycle时的弯曲振动条件疲劳极限为514MPa,弯曲常规条件疲劳极限为516MPa;在循环次数小于1×10^(6)cycle时,30CrNi4MoA合金钢弯曲振动疲劳性能与常规疲劳性能差异较大,而当循环次数在1×10^(6)~1×10^(7)cycle时两者性能差异不大;两种疲劳加载方法下达到失效判据时试验件产生的损伤随应力水平的增加而增加;相同应力水平下,常规疲劳加载失效时试验件产生的损伤大于振动疲劳加载失效时的损伤。

超声疲劳试验技术的应用和研究

对超声疲劳试验技术的特点和应用以及与常规疲劳试验之间的差异进行了阐述,对超声疲劳试验中常见的若干问题,主要是由超声频率产生的热效应、频率效应进行了简单地阐述和探讨。

疲劳载荷下C/C复合材料的基体皱褶现象研究

采用专门设计的非常规交替式疲劳试验,对碳纤维三维整体编织C/C复合材料在拉-拉循环载荷作用下的力学行为进行了探索性研究.试验中发现,在C/C复合材料内部热解碳沉积层的某些微区域形成了丝绸状“皱褶”.进一步对试验过程进行了热力学理论分析,阐明了产生皱褶现象的原因主要是疲劳振动过程导致热解碳沉积微层之间发生微摩擦,并进而形成高温微区所致.