氢致裂纹中氢压的理论表征及有限元求解方法

为了准确表征氢致开裂机理的氢压理论中氢压对裂纹扩展的作用强度,采用断裂力学理论系统地研究了氢压的表征方法及有限元计算的方法.根据氢压的作用方式及断裂力学相关理论,选择以I型裂纹为例,以K因子理论为基础推导了应力强度因子表征氢压作用的公式,包含线弹性模型与弹塑性模型下氢压单独加载与氢压和外载混合加载两种情形下的理论表征方式,分析了有限元方法求解氢压作用表征的几种方法.结果表明,使用J积分表征氢压对裂纹作用强度并不适用,而K因子表征却具有相当高的合理性与准确性,并且位移法比应力法更适宜表征氢压作用.

基于内聚力模型的白点萌生机理研究

基于内聚力理论、氢压理论和应力作用下氢富集理论,在以往孔洞锻合研究的基础上,建立了白点萌生扩展的有限元分析模型。研究了初始氢浓度、裂纹长度以及多裂纹耦合作用等多种因素对白点萌生的影响,确定了不同条件下白点萌生的临界氢浓度及其变化趋势。结果表明,氢对白点萌生具有重要的影响,在白点萌生过程中,高浓度的氢聚集在裂纹端部,极大地降低了钢的内聚力强度;对于单裂纹,随着裂纹长度的增加,白点萌生的临界氢浓度逐渐减小并趋于稳定值;当多个密集小裂纹同时存在时,裂纹间的耦合效应会导致小裂纹有贯穿形成大裂纹的趋势,而远端裂纹的耦合效应则相对较小;对于多裂纹,白点萌生临界氢浓度具有随裂纹个数的增加而线性递减的趋势。

Mn72双金属材料表面裂纹的研究

本文基于氢压理论的观点 ,从 Mn72双金属材料生产工艺出发 ,分析了 Mn72双金属材料表面裂纹形成的机理、镀镍析氢对材料表面的破坏作用 ,并从工艺改进的角度进行了大量的试验 ,将镀镍防蚀工序的副作用降低到最小。