不同缺口尺寸试样断裂行为的加载速率敏感性

对三种不同缺口尺寸的16MnR钢试样(3V,3I和3C)在-110℃和1～500mm/min的加载速率范围内进行了三点弯曲断裂试验。发现应力集中和塑性拘束度按3V,3I和3C依次增大的三种试样,其断裂行为敏感的加载速率范围按1～120mm/min,1～60mm/min和1～30mm/min依次降低。在敏感的加载速率范围内,断裂模式随加载速率的增加由延 脆转变断裂迅速转变为全脆性解理断裂,韧性随之迅速降低。在超出敏感速率范围的较高速率范围内,三种试样的断裂行为对加载速率不敏感,断裂模式保持为全脆性解理断裂,韧性较低,并基本不随加载速率变化。

巨型压机C型机架的尺寸系数计算

为了获取巨型压机C型机架的尺寸系数,基于TCD(The Critical Distance)理论给出了缺口试样尺寸系数的有限元计算方法。首先,利用精确的有限元分析结果,获取缺口周围的应力场模型,结合材料的疲劳性能参数得出缺口试样尺寸系数;其次,运用该方法计算一系列比例放大后的缺口试样尺寸系数,同时制作出相应的几何试样并进行试验测试其尺寸系数,通过公式计算值与试验测试值的比较证实该方法的有效性。最后,根据疲劳模拟实验原理建立C型机架模拟缩比模型,利用缺口试样尺寸系数计算方法得到压机机架的尺寸系数。该方法为大型结构件的尺寸系数计算提供参考依据。

巨型压机C型机架的疲劳寿命预测研究

针对循环拉伸载荷下光滑件的尺寸效应不显著和大型零件难于进行原型疲劳试验,给出了利用小试样试验去预测大型零件疲劳寿命的分析方法。首先,基于疲劳模拟试验建立模拟缩比模型,引入缺口试样尺寸系数。其次,引入表征尺寸变化对疲劳性能影响的特征参量,利用两种材料(45钢,Q235)的几何相似试样(K_t=2,K_t=3)疲劳寿命试验结果,获得缺口试样尺寸系数经验公式。同时兼顾尺寸、应力集中和表面状况之间的相互影响,建立了拉伸载荷下的疲劳综合修正系数模型,并用一算例验证了其有效性。最后,在名义应力法的基础上,应用该模型对大型C型板材料的S-N曲线进行修正,成功地预测出C型板的疲劳寿命。该方法符合实际情况,使疲劳寿命估算更合理,可用于评估拉伸作用下的大型零件疲劳评估。

巨型压机C型机架的疲劳综合系数修正计算

应用名义应力法估算巨型压机C型机架的疲劳寿命时,疲劳综合系数是关键参数。基于疲劳模拟试验原理和相似性准则,建立缩小的相似模型。在此基础上,同时考虑实际零件的应力集中、尺寸和表面加工的相互影响,推导出拉伸作用下的疲劳综合系数修正表达式。利用新表达式分析和计算缺口试样的疲劳寿命,与测试结果基本一致,并通过对两种系数修正结果的对比,进一步说明经新表达式修正后效果更好。运用此计算式可方便地得到C型机架疲劳综合系数,可为其疲劳寿命评估提供参考。