Effect of stress ratio on fatigue crack growth of Ti40 alloy

The effect of stress ratio on fatigue crack growth(FCG) behavior of Ti40 alloy was analyzed. A unified approach,developed by VASUDEVAN and SADANANDA was used. The approach is based on the realization that fatigue requires two load parameters for unambiguous description. They are two fracture mechanics parameters:the maximum stress intensity factor Kmax and the stress intensity amplitude △K. The results show that there are two mechanisms controlling the FCG behavior of Ti40 alloy. The curves of the two mechanisms in trajectory map are similar. They deviate to Kmax axial more strongly compared with other titanium alloy,which indicates that Ti40 alloy is more sensitive to environment.

非均质焊接接头断裂行为预测研究

基于局部法定量研究了焊接接头中强度匹配、试样几何形式对接 头断裂行为的影响。首先由标准三点弯曲试样的断裂韧度值，得出反映材料脆性断裂的控制 参量，再根据该参量对不同接头强度匹配下三点弯曲和双边裂纹拉伸试样的断裂行为进行了 定量预测，当考虑由于延性裂纹扩展所造成的应力升高后，其结果与试验结果相当吻合。表 明局部法能很好地描述材料的断裂行为。

韧-脆转变温度区间内焊接接头断裂韧度预测

首先对采用同种焊接材料施焊的X80及X6 5管线用钢焊接接头 ,在韧脆转变温度区间测试了其断裂韧度 ,试验研究了强度匹配、试样几何形式对接头断裂行为的影响。然后根据局部法由标准三点弯曲试样的断裂韧度值 ,得出反映材料的脆性断裂控制参量m、σu,再根据该参量对同种接头及不同强度匹配接头双边裂纹拉伸试样的断裂行为进行了定量预测 ,当考虑韧脆转变温度区间内的延性裂纹扩展后 ,预测结果与试验结果相当吻合。表明 ,局部法能很好地描述材料的断裂行为。

基于应力严重系数和概率断裂力学的耐久性分析方法

将应力严重系数和概率断裂力学结合起来,提出一种新的连接件耐久性分析方法。在新方法中,假设结构细节的原始疲劳质量不受形状、工艺参数和装配状态等影响,而只与材料的缺陷如气孔、夹杂等有关。在此基础上,建立应力严重系数与裂纹扩展速率的关系以确定不同连接件的裂纹扩展寿命。由于结构的原始疲劳质量只和材料缺陷相关,而与结构形式等无关,故新方法不需要大量的试验数据,可节省大量的费用和时间。对某连接件的试验和分析验证了该方法的可行性和准确性。

橡胶衬套多轴载荷疲劳寿命预测

研究单轴及多轴载荷应力状态下最大主工程应变、最大主对数应变、最大主Green-Lagrange应变、最大主Euler应变和八面体切应变峰值等五种损伤参量的计算方法,发现在有限元分析时只需输出危险区域的变形梯度张量即可计算出五种损伤参量的值。基于疲劳裂纹萌生理论以及哑铃形橡胶试片的疲劳试验数据,分别以上述五种损伤参量建立寿命预测模型,用拟合优度值衡量五种寿命预测模型的准确性,其中以八面体切应变峰值为损伤参量的寿命预测模型拟合优度值最大。基于疲劳裂纹扩展理论以及单边缺口、纯剪切试片的裂纹扩展试验数据,建立疲劳寿命预测模型;分别用基于八面体切应变峰值为损伤参量的寿命预测模型和基于裂纹扩展理论的寿命预测模型对同一衬套产品进行寿命预测,对比两种寿命预测模型的预测效果;研究发现,以八面体切应变峰值为损伤参量的寿命预测模型具有更好的预测效果,预测寿命在实测寿命的三倍分散线附近。

一种预测界面裂纹形成的新方法

本文提出了一种预测界面裂纹形成的新方法，称为“β=0法”．这是一种变换方法，通过调整有关材料弹性常数，把振荡应力场变换为非振荡应力场．界面韧性曲线将随调整后新的材料性质而改变．本文方法预测的临界荷载与界面断裂力学预测的临界荷载严格一致．最后通过几个实例说明了保持能量释放率不变的情况下，怎样实施β=0法．

管道环向裂纹扩展有限元分析方法研究

应力强度因子K的计算是裂纹扩展分析的重要内容，它从能量释放的角度来分析和预测裂纹的成长趋势。现有的有限元分析程序基于材料断裂特性的理论，只能独自完成二维裂纹扩展计算。并不适合应用到管道裂纹．特别是表面裂纹的穿透和扩展分析模拟上。本文应用ABAQUS程序为断裂性能的计算工具，开发专用的功能，引入Paris—law中da／dN与△K的关系，采取基于AK的实时裂纹扩展后有限元重构迭代方法，实现管道三维裂纹两向疲劳扩展的分析模拟，克服了现有程序的局限。在此基础上，分析研究了不同裂纹形式、不同载荷情况的裂纹扩展规律．为在役管道安全运行寿命评估及LBB技术的进一步运用打下了基础．