CrMoV钢近门槛值区疲劳裂纹扩展评价模型准确性分析

近门槛值区的疲劳裂纹扩展行为及疲劳门槛值的确定对于工程材料与结构的疲劳性能和损伤容限设计具有重要意义。采用25Cr2Ni2MoV钢的疲劳裂纹扩展数据,运用Paris模型、NASGRO模型、Zhu-Xuan模型分别预测疲劳裂纹扩展门槛值,比较各模型的预测误差;进一步将Zhu-Xuan模型与转折点预测模型结合而建立的双线性评价模型,与ASME规范和BS 7910标准中的评价模型,开展相对误差和准确度的比较。结果表明,Zhu-Xuan模型误差在10%以内,准确度最高;双线性评价模型预测结果与试验数据具有较好的一致性、更高的准确度和稳定性,其精度提升程度最高可达28.6%。得出Zhu-Xuan模型及双线性评价模型对CrMoV钢材料的门槛值预测及寿命精准评定具有较好的适用性的结论。

残余应力对09CuPCrNi钢焊接接头近门槛值域内疲劳裂纹扩展行为的影响

本文采用应力松驰法测定了紧凑拉伸试样中,垂直于裂纹扩展方向的横向焊接残余应力的分布,并导出了计算公式。同时,根据国标GB6398—86,采用逐级降载法测定了09CuPCrNi钢焊缝金属及经过消除应力处理的焊缝金属的门槛值,并发现裂纹在较大的残余压应力的作用下闭合严重,当应力比只≤0.8时,残余压应力使门槛值增大,且R值越小,影响越显著;当R>0.8时,残余压应力对门槛值无影响。

断口粗糙度与近门槛疲劳裂纹扩展行为

本文选用18Cr2Ni4WA低碳高强钢研究晶粒度对近门槛疲劳裂纹扩展行为的影响。研究表明:随着晶粒尺寸从58μm粗化到207μm,断口表面粗糙度增加三倍以上。但在所研究的条件下,裂纹扩展速率和门槛值几乎不变。对近门槛断口的SEM观察表明,它们的断裂机理基本相同,均以穿晶断裂为主。根据断口粗糙度模型,提出了粗糙度并不改变裂纹闭合效应的观点,并解释了晶粒度与近门槛裂纹扩展行为无关的现象。

球墨铸铁在受热状态下的近门槛疲劳断裂研究

对三种球铁进行受热状态下疲劳裂纹扩展门槛值△Kth的测定，以选择最佳成分和工艺制造机车柴油机活塞；并讨论了球铁的成分和组织对△Kth的影响。

厚度对近门槛区da/dN与ΔK_(th)影响的研究

本文依据四种厚度(6,9,12,15㎜)下30CrMnSiNi_2A钢CT试件的试验结果,对比了这四种厚度下的疲劳裂纹扩展门槛值△K_(th)与近门槛区da/dN分析了厚度的影响。

应力比对A7N01铝合金焊接接头裂纹近门槛值区拐点的影响

以A7N01铝合金焊接接头为研究对象,借助有限元法及有限元软件先进行A7N01铝合金板对接焊模拟,得到接头处残余应力分布情况,再对接头裂纹进行扩展模拟,最后应用最小二乘法对提取的仿真数据进行处理,重点分析了应力比对疲劳裂纹近门槛值区拐点的影响。结果表明:在接头裂纹扩展速率曲线的近门槛值区存在一个拐点,且应力比对其有影响。拐点对应的应力强度因子幅值ΔK t随应力比R的增大而减小,且当R>0.5时,ΔK t变化不大。拐点前后拟合直线斜率k随应力比R的变化为:在L 1区(低速扩展区),拟合直线斜率k 1随应力比R的变化更为明显,且随应力比R的增大而减小;在L 2区(Paris的延续),拟合直线斜率k 2随应力比R变化不大。

近门槛值区疲劳裂纹扩展行为的神经网络预测方法

近门槛值区的疲劳裂纹扩展行为对结构损伤容限设计至关重要,然而数据获取耗时费力,发展简捷精准的预测方法一直是人们的追求。以CrNiMoV钢为对象,在掌握疲劳裂纹扩展参数之间关系基础上构建神经网络模型,通过比较神经网络预测与Zhu-Xuan理论模型结果,分析神经网络方法的预测精度和能力。研究表明,神经网络方法可以快速有效地获取近门槛值区疲劳裂纹扩展行为,低应力比R时Zhu-Xuan模型预测精度优于神经网络,高应力比R时神经网络方法预测效果较好;预测未知R下近门槛值区裂纹扩展行为时,神经网络方法误差较大。

近门槛值疲劳裂纹扩展微观断口形貌的研究

本文研究了LD10铝合金和Ti-6Al-4V合金近门槛值疲劳裂纹扩展的断口形貌。SEM观察表明:两种合金的近门槛值区域(1×10^(-7)-1×10^(-5)mm/cycle)的微观断口形貌均为循环解理刻面;在LD10铝合金中循环解理刻面多数呈锯齿型或梯田状,而在Ti-6Al-4V合金中主要为孤岛状循环解理刻面。本文在实验观察的基础上,进一步阐明了近门槛值疲劳裂纹扩展机理。

近门槛区疲劳裂纹扩展特性

本文综述了近年来对近门槛区疲劳裂纹扩展特性的研究,尤其是对短裂纹扩展特性的研究,包括短裂纹的奇异现象。文中强调了裂纹闭合现象对长、短疲劳裂纹扩展的影响,分析了几种闭合机制,对目前各种测量闭合效应的试验方法予以了详细的归纳和评述,指出了在目前的试验条件下,应变片法是一种较理想的方法。最后,文中指出了近门槛区疲劳裂纹扩展研究中一些值得注意的现象和问题。

损伤容限型TC4-DT钛合金近门槛区疲劳裂纹扩展行为研究

研究了双态组织、片层组织TC4-DT钛合金在近门槛区的疲劳裂纹扩展行为,通过扫描电镜观察裂纹扩展路径及断口微观特征,研究了等轴初生α相含量对TC4-DT钛合金在近门槛区疲劳裂纹扩展速率的影响,讨论了TC4-DT钛合金的疲劳裂纹扩展行为和断裂方式。结果表明:随着等轴初生α相含量的降低,TC4-DT钛合金在近门槛值区的da/dN-△K曲线逐渐向下偏折,裂纹扩展速率明显降低,在Paris区出现转折点现象且转折点对应的△Kt值逐渐增大;片层组织在近门槛区的裂纹扩展路径曲折,疲劳裂纹扩展速率显著降低,表现出更好的损伤容限性能。