扭转预应变对Q345R钢低周疲劳性能影响的研究

采用轴向应变控制法、MTS809电液伺服疲劳试验机开展了扭转预应变后压力容器用Q345R钢的低周疲劳试验,获得了扭转预应变下材料的循环响应特征、应力-应变关系以及疲劳寿命等低周疲劳试验数据。根据应变-寿命曲线和塑性应变能-寿命曲线对试验钢的疲劳寿命进行了预测,两种方法预测结果一致。结果表明:扭转预应变对Q345R钢的疲劳寿命有明显的影响,但对其循环响应特征无明显影响,试验钢具有循环硬化特征。经过预扭转试件的裂纹扩展区出现韧窝,预扭转加速了裂纹扩展速率并增加了最后断裂区面积;而扩展区相应减小,这是预扭转导致疲劳寿命降低的原因。

盐雾腐蚀对HRB400E抗震钢筋低周疲劳和力学性能的影响

采用质量分数为5%的NaCl溶液在盐雾腐蚀箱进行30~90 d加速腐蚀试验,研究了盐雾腐蚀对HRB400E钢筋低周疲劳行为和拉伸性能的影响。然后采用轴向位移控制模拟地震载荷对腐蚀钢筋开展了低周疲劳和拉伸试验,获得循环响应特征曲线和应变-寿命曲线。结合SEM断口形貌观察,分析钢筋的低周疲劳断裂机制。结果表明:盐雾腐蚀对钢筋的质量和尺寸有明显影响,钢筋表面产生腐蚀坑;钢筋的力学性能随腐蚀时间增加而降低,腐蚀90 d的断裂伸长率下降率达46.1%,屈服强度在腐蚀30 d以后可能就不再满足标准要求;腐蚀明显削弱了钢筋的抗循环载荷性能,导致低周疲劳寿命下降;腐蚀会减小钢筋的裂纹扩展区面积并加速裂纹扩展。

盐雾预腐蚀对HRB400E抗震钢筋超低周疲劳性能的影响

研究了盐雾预腐蚀对HRB400E钢的超低周疲劳性能影响。用NaCl溶液在盐雾腐蚀箱中对试验钢加速腐蚀30~90 d,然后采用轴向位移控制模拟强震载荷进行超低周疲劳试验,获得载荷随循环周次的变化关系和应变寿命曲线等;最后采用扫描电镜对断口形貌进行观察,分析微观断裂机理。试验结果表明:预腐蚀30、60和90 d的试验钢寿命分别下降了4.4%~10.2%、14.3%~31.8%和7.8%~30%;宏观裂纹萌生寿命占总寿命的90%,应变幅3%为超低周与低周疲劳的分界点;盐雾腐蚀对试验钢的循环响应特征与Masing特性无明显影响;断裂区呈月牙状沿着试验钢边缘断裂,较长盐雾腐蚀时间和较高应变幅会导致最后断裂区产生韧窝特征。

缺口件疲劳行为研究进展

综述了环境因素、载荷方式、工件几何形状以及工艺处理对缺口件疲劳行为的影响,并介绍了对缺口件疲劳寿命分析的方法和强化缺口件疲劳性能的工艺方法。对国内外有限元软件在研究缺口件疲劳行为方面的应用进行了简述,通过有限元模拟可以获得危险位置的应力应变分布,并将有限元模拟结果和寿命预测模型相结合,从而对缺口件疲劳寿命进行有效预测。最后总结目前研究成果,对缺口件研究的方向和前景进行展望。