环境对AISI321不锈钢疲劳裂纹扩展过载效应的影响

研究了3.5％NaCl溶液对恒应力强度因子范围△K控制下AISI 321不锈钢疲劳裂纹扩展过载行为的影响,与在空气中的结果比较表明,两种条件下存在相似的过载延缓效应,但是环境极大地削弱了过载对疲劳裂纹扩展的延缓效应,削弱程度随过载比不同而变化,以“损失循环数”表征约为40％—70％,以“过载影响区尺寸”表征则为30％—40％。分析表明,用“损失循环数”表征过载对裂纹扩展的延缓效应不够充分,无法区分环境对裂纹闭合的削弱和增强作用,“过载影响区尺寸”可以区分环境对过载塑性形变增强裂纹闭合的综合影响,对断口的SEM分析发现,过载造成的塑性形变在溶液中比在空气中受到更多的磨损,表明环境对过载延缓效应的削弱除了对裂尖的影响外,还包括对过载导致的塑性诱发裂纹闭合的影响。

舰船关键节点钛合金过载保载-疲劳性能研究

通过对相关理论的研究,发现在梯形波载荷谱中,增加过载波形会对裂纹扩展速率有较大影响。因此,为了最大限度模拟服役环境的复杂性,研究舰船关键节点处材料的疲劳性能。本文分别对舰船关键节点处钛合金材料Ti-6Al-4V进行试验研究,设计并开展了不同保载时间、不同过载比下的过载保载-疲劳裂纹扩展速率试验,并在试验的基础上,对所提出的考虑载荷次序效应的预报模型有效性进行验证,从而证明预报模型与试验结果有潜在的工程应用价值。

车轮钢程序谱载疲劳裂纹扩展性能研究

借助MTS TESTSTAR材料试验机的TESTWARE应用软件,建立了程序谱疲劳裂纹扩展试验程序。用该方法测试了HDSA车轮过载疲劳和程序谱疲劳裂纹扩展速率。试验结果表明,过载使裂纹扩展停滞,递增、递减程序谱疲劳裂纹扩展速率明显加快,列车运行中连续急刹车方式对车轮使用寿命不利。

基于飞参数据的过载谱损伤g-S对照算法

将名义应力法应用于过载谱的损伤计算,已有的算法要求条件较多,损伤值偏大。基于名义应力法的理论基础,充分利用疲劳界的成果积累,提出估算过载谱损伤的g-S对照算法。直接采用已知★N曲线,在过载与应力、应力与寿命、寿命与损伤各变量间依次建立关联,使用Miner理论估算谱损伤,结果符合通常的损伤值概念。试验表明用g-S对照法估算过载谱损伤误差较小,与实际损伤相关性较强,在各种谱型下表现稳定,优于同类算法。

带端部锚具碳纤维复材板加固开裂钢梁的界面剥离规律研究

黏接界面是碳纤维增强复合材料(CFRP)加固钢结构的最薄弱环节,尤其是钢梁缺陷处黏接层易开裂导致加固结构的破坏。对带端部锚具的CFRP加固开裂钢梁进行静载和疲劳试验,记录了试验过程中钢梁裂纹尖端开裂和胶层剥离情况。试验结果表明:静载作用下,界面剥离发生在跨中裂缝处并向两端延伸,端部锚具防止了CFRP板的通长剥离;端部锚具进一步提高了加固梁的极限承载能力,有利于提高加固梁的安全性;疲劳荷载作用下,界面剥离扩展速率在纯弯段基本不变,在弯段外加速扩展;静载作用下,钢梁腹板裂纹尖端开裂过程较缓,具有明显的塑性变形阶段,而疲劳荷载作用下裂纹尖端开裂则呈现突发性。