两种钢夏比V型冲击试验裂纹形成能量与扩展能量之间的关系

采用仪器化冲击试验方法对两种承压设备用钢Q245R钢和13MnNiMoR钢进行系列温度下的夏比V型冲击试验,对比研究了两种钢裂纹形成能量Wi与裂纹扩展能量Wp之间的关系。结果表明:两种钢在韧脆转变KV2-t曲线的上平台以及紧邻转变区的温度范围内,裂纹形成能量Wi不随温度变化而变化,基本恒定,但13MnNiMoR钢的值高于Q245R钢的;材料的韧脆转变,始于裂纹扩展能量Wp转变,其是主导材料由韧向脆的关键。

镍基变形高温合金裂纹形成及控制研究进展

随着高性能航空发动机对材料要求的不断提高,新型镍基变形高温合金的合金化程度和γ'相质量分数也在不断增加。这就导致了合金的熔炼难度逐渐提高。高合金化的新型镍基变形高温合金一般通过真空感应熔炼(VIM)+保护气氛电渣重熔(PESR)+真空电弧重熔(VAR)三联工艺来生产。受合金化程度的影响,合金在熔炼过程中易产生液固相间的溶质分凝和元素偏析,电极和铸锭在热应力与相变应力的综合作用下极易发生开裂,造成后续重熔过程电弧波动,从而对铸锭质量造成不利影响。电极裂纹问题是高温合金凝固过程中产生的一种复杂冶金缺陷,也是长期困扰我国高合金化难变形高温合金锭型扩大的共性技术难题。基于此,综述了近年来作者团队和国内外研究组在变形镍基高温合金熔炼过程中裂纹的形成机制、裂纹的影响因素及裂纹控制方面的研究进展,并对沉淀强化型镍基变形高温合金的未来发展方向进行了展望。

金属陶瓷热冲击疲劳裂纹形成机制

研究了金属陶瓷热冲击疲劳特性，重点探讨了裂纹的形成机制。试验结果表明，随着循环温度的增高，裂纹形核孕育期缩短，裂纹扩展速率增大；随着金属陶瓷中金属相含量的增加，裂纹扩展速率降低。热冲击疲劳裂纹的形成与微孔洞的形核、长大和连通有关。研究还发现，金属陶瓷热冲击疲劳断口中存在疲劳条纹。

铆钉连接件细节应力分析及疲劳裂纹形成寿命预估

首先建立简化的力学模型模拟复杂的铆钉连接件结构,并用有限元软件对所建立的模型进行细节应力分析。然后利用损伤力学守恒积分原理得到计及损伤耦合效应的集中应力表达式。在此基础上,根据由热力学原理导出的以损伤驱动力表示的损伤演化方程,给出裂纹形成寿命与载荷关系的解析表达式。进一步,按照某种材料的部分标准试件的中值疲劳曲线拟合损伤演化方程中的材质参量,并利用同类材料的其他标准试件的中值疲劳曲线进行寿命预估方法验证。最后,给出了国产某型客机危险部位具有不同存活率的疲劳裂纹形成寿命。

银基触头材料电弧侵蚀特性及裂纹形成机理分析(英文)

利用数字显示时间继电器、交流接触器、断路器以及电阻性负载设计了一个简易的触头材料实验电路。用该实验电路对五种银基触头材料AgCdO(12),Ag(Sn,In)O,AgZnO(10),AgNi(10),AgC(5)根据不同的开断电流、开断次数、闭合压力和配对方式进行了电弧侵蚀实验。根据实验结果得到了一些有实际意义的电弧侵蚀特性曲线。然后根据不同的开断电流及闭合压力对裂纹形貌进行了分析研究。最后,基于数学分析给出了用于判定出现滑移裂纹和热应力裂纹的理论判据。

基于Fe-safe螺杆泵定子橡胶疲劳裂纹形成寿命预测

采油用螺杆泵橡胶定子为研究对象,通过对定子橡胶材料的进行伸张疲劳试验,建立定子橡胶的S-N曲线;对螺杆泵进行力学特性分析,确定在靠近高压腔室螺旋密封带上螺杆泵最易发生疲劳失效;利用Fe-safe对螺杆泵定子橡胶进行疲劳裂纹形成寿命进行预测研究,确定螺杆泵定子橡胶各段模型的最小疲劳裂纹形成寿命和安全系数和随腔室压力的关系,即随腔室压力升高而下降,并拟合得到橡胶定子疲劳裂纹形成寿命与腔室压力的关系式。

结晶器振动对连铸坯初始裂纹形成影响

简要分析了振动结晶器内弯月面坯壳受力研究现状,归纳了坯壳初始裂纹的形成原因.在此基础上提出描述伴随结晶器振动的弯月面坯壳受力模型,阐述振动周期内初凝坯壳力学状态.分析表明,振动特定时段内,结晶器振动引起施加于弯月面处初凝坯壳上的机械应力为148.4 k Pa,而该温度下坯壳高温临界断裂强度仅为119.1 k Pa,结晶器振动产生的机械应力超过临界断裂强度时极易引发初始裂纹的形成.当结晶器振动速度大于1.61 m·min^(-1)时弯月面处坯壳初始裂纹开始形成,且产生于钢水自由液面以下2.15~5.4 mm位置范围.

基于裂纹形成及扩展的火炮闩体寿命研究

某自动武器定型试验实弹射击累计523发时,静检发现闩体出现约1 mm深裂纹,为了判定损伤闩体剩余寿命是否满足使用要求,应用解析与数值模拟方法,对闩体裂纹形成阶段的寿命和扩展阶段的寿命进行了分析计算。结果表明,在常温正装药条件下,考虑闩体实际加工表面粗糙度对疲劳寿命的影响,计算总体寿命不小于1 650发,可满足闩体的设计要求。同时,对闩体疲劳裂纹形成的影响因素进行了分析,根据分析计算结果,采取了减小闩体局部表面粗糙度措施,使该火炮闩体寿命提高到1 800发以上。

基于瞬态动力学的铸造起重机桥架疲劳裂纹形成寿命研究

铸造起重机是钢铁冶炼工业中重要的起重运输装备,其工况环境恶劣,出现事故引发的危害大,对此类装备进行力学性能及疲劳分析显得尤为重要。文中针对200/63t四梁四轨双小车铸造起重机,建立其桥架三维模型及钢包起升阶段动力学模型。通过仿真获取该阶段钢丝绳的弹性力,并以其为载荷施加于铸造起重机桥架进行瞬态动力学分析。在获取桥架结构应力动态响应的基础上,提取大于阈值σd的应力幅值,并结合损伤力学建立了冲击疲劳损伤演化模型,开展冲击载荷下桥架疲劳裂纹形成寿命研究。结果表明,钢包离地瞬间至其平稳上升的20 s内铸造起重机桥架受到较强的冲击力,建立的冲击疲劳损伤演化模型能较好地估算桥架疲劳裂纹形成寿命,为铸造起重机桥架的结构优化与可靠性设计提供了理论依据。

延性金属在应力三轴空间的裂纹形成准则

结合经典力学和断裂力学对金属屈服和断裂解释的力学原理,通过对延性金属刻痕杆刻痕根部断裂应力场分析,推导了延性金属在应力三轴空间的微观裂纹形成准则。根据铝合金和结构钢开孔板断裂试验的数值模拟结果,验证了该准则的普适性和精度。

预应变对X60管线钢疲劳裂纹形成寿命的影响

采用U型缺口试样研究了X60管线钢经5%、10%和15%的预拉伸应变后的疲劳裂纹形成寿命。结果表明:X60管线钢拉伸变形表现出显著的应变强化效应,但塑性降低;预应变可以延长疲劳裂纹形成寿命,提高疲劳裂纹形成的抗力系数和裂纹形成的当量应力门槛值;裂纹形成的断裂为穿晶解理机制,预应变可导致更多的二次裂纹。

缺口件疲劳裂纹形成特性研究

通过分析缺口顶端附近的应力场 ,提出一种表征缺口件疲劳裂纹形成特性的参量 ,即经过塑性修正的ΔKI/R参量 .采用该参量表征 ,不仅可以将疲劳裂纹形成和扩展阶段有机地结合起来 ,而且可以对不同缺口半径R的试样采用统一的参量表征其裂纹形成特性 .通过对不同缺口试样进行疲劳试验 ,验证了在一定寿命范围内其Ni-ΔKI/R曲线保持一致 ,这一结论为带缺口件的无限寿命和有限寿命设计提供了重要的理论参考依据 .

起重机桁架臂疲劳裂纹形成寿命影响因素分析

起重机桁架臂结构复杂、载荷多样,由于焊接质量或应力集中的影响,臂架部分危险区域处于弹塑性变形阶段,采用应变参数进行分析是比较合理的。以起重机桁架臂疲劳裂纹形成阶段为研究区间,应用局部应力应变法,结合修正Neuber法,建立起重机疲劳裂纹形成寿命算法模型,并对影响疲劳裂纹形成寿命的三个主要因素进行了分析对比,并进行了起重机K型节点疲劳寿命试验。当材料一定的情况下,应力集中系数对疲劳裂纹的形成寿命影响最大,其次是平均应力。针对影响因素大小,提出了桁架臂空间结构优化建议和工艺处理改善措施。

高速客车SiCp/A356铝基制动盘材料的热疲劳裂纹形成与扩展试验研究

在室温25℃-360℃自约束型热循环条件下,研究SiC增强颗粒体积分数为20%的铝基复合材料SiCp/A356的热疲劳裂纹形成与扩展特性,并且探讨了复合材料热疲劳裂纹的形成机制和扩展过程。研究结果显示,试样的切口尺寸对裂纹形成有很大的影响,而对裂纹扩展阶段的影响可以忽略,但试样厚度对裂纹的扩展有影响。通过非线性有限元顺序耦合法仿真计算了热疲劳裂纹尖端应力应变场,确定热疲劳裂纹扩展的驱动力为低温点的拉应力,因而认为,结合本次实验结果并通过断裂力学分析方法可以对颗粒增强金属基复合材料的热疲劳裂纹的扩展行为做进一步的研究。

A633D斗杆的疲劳裂纹形成寿命

分析了A6 33D钢焊接接头在循环载荷下的疲劳特性 ,进行了疲劳特性和静态拉伸实验 ,得到了该材料的静力参数 ,常规机械性能 ,焊接接头的循环σ -ε曲线以及焊接接头的应变寿命曲线。将局部应力 应变法用于该材料的 1 0m3 斗杆的裂纹形成寿命的估算。采用Miner法则结合概率的方法计算了不同可靠度下的疲劳寿命 ,其间考虑了焊接残余应力的影响 ,得出焊接残余应力的存在使斗杆的裂纹形成寿命降低约 1 0 %。

基于局部应力应变法的起重机疲劳裂纹形成寿命评估及影响因素分析

针对起重机疲劳裂纹形成寿命的评估,从裂纹形成微观层面出发,运用局部应力应变法,结合修正Neuber法,建立了起重机疲劳裂纹形成寿命评估算法。以此算法为基础,对影响疲劳裂纹形成寿命的因素进行了研究与分析,得出各影响因素的影响规律和大小,并提出了设计生产建议,对指导实践应用具有现实意义。

疲劳裂纹形成、扩展统计特性的大子样试验研究

针对疲劳损伤过程的随机性，该文开展了等幅谱大子样疲劳裂纹形成、扩展至破坏全寿命过程的试验研究．在计算确立了裂纹形成、扩展分界工程小裂纹长度的基础上，整理得到了裂纹形成，扩展寿命的统计分布数据．根据断口金相ＳＥＭ观察，进一步定性分析了疲劳条纹分布的相关性特征．

无损检测可靠性与裂纹形成寿命探讨

检测方法的可靠性直接影响结构疲劳裂纹形成寿命估计值。提出一种利用无损检测(NDT)可靠性理论对疲劳试验结果进行修正的方法。

20管坯钢高温压缩时的裂纹形成机理

利用高温热模拟试验证实,管20钢在850～900℃进行压缩变形时,易产生表面裂纹,这是由于第二相粒子AIN沿晶界析出及表面脱碳层内铁素体沿晶界析出引起的。

基于局部应力应变法的起重机桁架臂疲劳裂纹形成寿命影响因素分析

以起重机桁架臂疲劳裂纹形成阶段为研究区间,应用局部应力应变法,结合修正Neuber法,建立起重机疲劳裂纹形成寿命评估算法模型,并对影响疲劳裂纹形成寿命的4个主要因素进行分析对比。当材料一定的情况下,应力集中系数对疲劳裂纹的形成寿命影响最大,其次是载荷大小;平均应力对裂纹形成寿命的影响最小,但是仍然能达到15%以上,因此不可忽略。针对影响因素,提出了桁架臂空间结构优化建议和工艺处理改善措施。