承压构件中表面裂纹疲劳扩展特性研究进展

研究承压构件中表面裂纹疲劳扩展特性一直是疲劳性能研究的热点和难点。本文主要从表面裂纹疲劳扩展速率和疲劳扩展形貌变化规律两个角度阐述了承压构件中表面裂纹疲劳扩展特性的研究进展。

变幅载荷下隔振器橡胶材料裂纹扩展试验及建模方法

利用带单边缺口的纯剪试件,进行变幅疲劳载荷下隔振器橡胶材料的裂纹扩展试验。由于实测裂纹扩展长度存在波动,无法采用传统的割线法或七点多项式法来处理实测数据。为了解决传统方法的不足,利用幂函数来表征实测的裂纹扩展长度与循环次数的关系,进而确定隔振器橡胶材料的裂纹扩展速率及其裂纹扩展模型。基于建立的裂纹扩展模型,推导适用于哑铃试片的疲劳寿命预测模型。试制该型橡胶哑铃试片,并测试其疲劳寿命。通过对比哑铃试片实测寿命与预测寿命,验证变幅载荷下隔振器橡胶材料裂纹扩展模型的有效性。

正交异性钢桥面板三维疲劳裂纹扩展数值模拟方法

针对正交异性钢桥面板中典型的疲劳开裂,基于线弹性断裂理论,建立了正交异性钢桥面板关键疲劳易损部位的三维裂纹扩展数值模拟方法。以典型正交异性钢桥面板作为研究对象,对常幅荷载作用下U肋与横肋连接焊缝部位的三维疲劳裂纹扩展进行了数值模拟,通过模型试验验证了所提方法的有效性和可行性,在此基础上,对于该部位三维疲劳裂纹的扩展特性及疲劳寿命预测进行了研究。研究结果表明:所建立的数值模拟方法能够较为准确地预测研究对象的裂纹扩展路径,并为其疲劳寿命评估提供科学依据;Ⅰ型断裂在复合型裂纹扩展中起主导作用;表面裂纹与沿板厚扩展的中裂纹随疲劳裂纹的扩展表现出不同的扩展特性。

船用螺旋桨材料镍铝青铜的热处理强化

采用OM、SEM、EDS、拉伸测试、疲劳裂纹扩展测试、电化学腐蚀测试等研究退火、正火和固溶时效处理对镍铝青铜合金的微观结构、力学性能以及电化学腐蚀行为的影响。结果表明:675℃退火可以消除β′相,显著提高材料的塑性和耐蚀性,但强度稍微降低。固溶时效处理试样强度最高(812 MPa),但伸长率只有2.9%,且腐蚀阻抗最低。适当地正火处理可以提高材料的综合力学性能,同时不降低材料的耐蚀性能。镍铝青铜在空气中的疲劳裂纹扩展速率由高至低的顺序依次为铸态、固溶时效态、正火态。铸态试样的疲劳裂纹主要沿着α相和κⅢ相界面扩展,正火态试样的裂纹一般穿越α晶粒扩展,而固溶时效试样的裂纹既在α相内又在α相和κ相的界面间扩展。