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TiAl合金高温疲劳小裂纹与长裂纹扩展行为
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作者 焦泽辉 于慧臣 +2 位作者 董成利 鲁原 高帆 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期538-544,共7页
采用原位观察疲劳试验方法研究了变形TiAl合金在650℃下的三维小裂纹扩展行为,利用传统疲劳裂纹扩展试验方法研究了该合金在650~800℃温度范围内的长裂纹扩展行为。结果显示,650℃下,变形TiAl合金的三维小裂纹在低于长裂纹扩展门槛值的... 采用原位观察疲劳试验方法研究了变形TiAl合金在650℃下的三维小裂纹扩展行为,利用传统疲劳裂纹扩展试验方法研究了该合金在650~800℃温度范围内的长裂纹扩展行为。结果显示,650℃下,变形TiAl合金的三维小裂纹在低于长裂纹扩展门槛值的区域依然能够扩展,并且扩展速率高于长裂纹;位于试样棱边的横向机械加工刻痕是合金三维小裂纹萌生的主要位置之一,小裂纹在扩展过程中发生偏折并在偏折处合并,合金的疲劳寿命对试样表面的不规则条状加工缺陷不敏感;在650~800℃温度范围内,合金的疲劳长裂纹稳态扩展速率对温度变化不敏感,裂纹扩展过程均显示为解理断裂,裂纹扩展门槛值受韧/脆转变温度影响,韧/脆转变温度以下温度的门槛值较低。 展开更多
关键词 TIAL合金 原位观察 裂纹 疲劳裂纹扩展
三维裂纹扩展数值预报方法研究 预览
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作者 黄如旭 万正权 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期11-21,共11页
基于线弹性断裂力学理论及有限元法并结合 ANSYS中的APDL 语言,建立了三维裂纹扩展形貌及寿命的数值预报方法,给出了计算流程。采用20节点奇异单元和1/4 节点位移法求解裂纹前缘应力强度因子,给出了裂纹体网格划分方式及网格划分参数的... 基于线弹性断裂力学理论及有限元法并结合 ANSYS中的APDL 语言,建立了三维裂纹扩展形貌及寿命的数值预报方法,给出了计算流程。采用20节点奇异单元和1/4 节点位移法求解裂纹前缘应力强度因子,给出了裂纹体网格划分方式及网格划分参数的取值0范围。采用最大环向应力准则预测裂纹偏折角度,并将等效应力强度因子作为计算裂纹扩展增量及裂纹扩展寿命的参数。对标准三点弯曲试样裂纹扩展寿命及紧凑拉伸剪切试样的裂纹偏折路径进行预测,并与试验结果进行比较,验证了该数值预报方法的准确性。该项研究为船舶与海洋工程结构疲劳裂纹扩展预测提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 应力强度因子 疲劳裂纹扩展 1/4 节点位移法 裂纹偏折
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2024-T62铝合金疲劳裂纹扩展试验数据的统计分析
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作者 王绪虎 王火平 +1 位作者 王东飞 窦小鹏 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期611-617,共7页
进行了3种应力水平下2024-T62铝合金的疲劳裂纹扩展试验,利用试验数据对疲劳裂纹扩展的分散性进行了统计分析。分析结果表明:2024-T62铝合金的疲劳裂纹扩展试验数据服从对数正态分布;随着载荷循环数的增加,疲劳裂纹尺寸的标准差和变异... 进行了3种应力水平下2024-T62铝合金的疲劳裂纹扩展试验,利用试验数据对疲劳裂纹扩展的分散性进行了统计分析。分析结果表明:2024-T62铝合金的疲劳裂纹扩展试验数据服从对数正态分布;随着载荷循环数的增加,疲劳裂纹尺寸的标准差和变异系数都增大;试验应力水平对疲劳裂纹尺寸的分散性有一定的影响,随着载荷循环数的增加,高应力水平下疲劳裂纹尺寸的标准差大于低应力水平下疲劳裂纹尺寸的标准差,且高应力水平下疲劳裂纹尺寸标准差与变异系数的增加速度比低应力水平下疲劳裂纹尺寸标准差与变异系数的增加速度快;利用疲劳裂纹扩展试验数据使随机疲劳裂纹扩展模型得到了验证。 展开更多
关键词 2024-T62铝合金 疲劳裂纹扩展 分布规律 统计变量 裂纹超越概率
PE100管材慢速裂纹扩展行为研究
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作者 杜招鑫 董俊华 高炳军 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期196-201,共6页
从PE100管材中直接制取环切圆棒试件(Cracked Round Bar,CRB),根据ISO 18489在不同应力比R=0. 1,0. 2和0. 3下进行疲劳裂纹扩展试验并得到裂纹扩展规律。采用外推法将试验结果外推得到R=1(即表示蠕变)时的裂纹扩展规律。对含有内部环向... 从PE100管材中直接制取环切圆棒试件(Cracked Round Bar,CRB),根据ISO 18489在不同应力比R=0. 1,0. 2和0. 3下进行疲劳裂纹扩展试验并得到裂纹扩展规律。采用外推法将试验结果外推得到R=1(即表示蠕变)时的裂纹扩展规律。对含有内部环向半椭圆表面裂纹缺陷的PE管材进行剩余寿命计算,得到了在50年服役寿命下的最大允许裂纹尺寸和相应的应力强度因子值。 展开更多
关键词 疲劳裂纹扩展 内部环向裂纹 剩余寿命评定 应力强度因子
基于光滑边域有限元法的二维裂纹扩展分析
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作者 秦剑波 谢伟 王锋 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期47-52,252共7页
为了提高预测裂纹扩展路径的准确性和效率,本文将光滑边域有限元法和虚拟裂纹闭合法相结合,利用常应变三角形单元,获得裂纹尖端处的断裂控制参量应力强度因子,并运用最大拉应力准则求得裂纹在荷载作用下的启裂方向,对裂纹扩展轨迹给出... 为了提高预测裂纹扩展路径的准确性和效率,本文将光滑边域有限元法和虚拟裂纹闭合法相结合,利用常应变三角形单元,获得裂纹尖端处的断裂控制参量应力强度因子,并运用最大拉应力准则求得裂纹在荷载作用下的启裂方向,对裂纹扩展轨迹给出自动跟踪方法;对三个典型二维裂纹扩展模型,预测了裂纹扩展路径,并将结果与参考文献中的结果进行对比,验证方法的有效性与准确性。数值结果表明:该方法具有单元简单、网格尺寸要求低、裂纹尖端处单元不需特殊处理等优点,是分析裂纹扩展问题简洁高效的数值计算方法。 展开更多
关键词 光滑边域有限元法 虚拟裂纹闭合法 最大拉应力准则 疲劳裂纹扩展
钢桥面板纵肋与横隔板焊接细节表面缺陷及疲劳效应研究 预览
6
作者 黄云 张清华 +1 位作者 郭亚文 卜一之 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期203-213,223共12页
初始焊接缺陷是影响结构件疲劳性能的关键因素之一。在断裂力学评估框架下引入特征化初始焊接缺陷,结合相互作用积分法与复合断裂准则解决由表面缺陷所导致的复合型疲劳裂纹扩展问题,在此基础上编写裂纹扩展模拟程序,建立表面焊接缺陷... 初始焊接缺陷是影响结构件疲劳性能的关键因素之一。在断裂力学评估框架下引入特征化初始焊接缺陷,结合相互作用积分法与复合断裂准则解决由表面缺陷所导致的复合型疲劳裂纹扩展问题,在此基础上编写裂纹扩展模拟程序,建立表面焊接缺陷效应评价方法,通过分析揭示了不同形态和尺度的初始焊接缺陷对于钢桥面板纵肋与横隔板构造细节裂纹扩展关键性度量指标和疲劳寿命预测的影响。结果表明:所建立的方法可有效用于评估焊趾部位表面焊接缺陷对于疲劳性能的效应;面状缺陷对于裂纹扩展度量指标和疲劳寿命预测结果的影响更为显著,其初始缺陷深度和形态均是影响疲劳性能的关键因素,体积型缺陷对于疲劳寿命的影响主要由深度方向的缺陷尺寸决定;焊接缺陷的形态和几何参数取值应根据工程实际和规范建议值共同确定,直接简化为面状缺陷会低估结构件的疲劳寿命;考虑焊接缺陷不确定性的可靠度评估方法尚需进一步研究。 展开更多
关键词 钢桥面板 焊接缺陷 纵肋横隔板构造细节 断裂力学 应力强度因子 疲劳寿命预测 疲劳裂纹扩展
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铝锂合金材料发展及综合性能评述 预览
7
作者 李飘 姚卫星 《航空工程进展》 CSCD 2019年第1期12-20,共9页
在抗疲劳设计等工程应用中,对材料综合性能的准确把握是使用材料进行设计的基础。作为一种航空材料,铝锂合金因具有高比强度、高比刚度的性能而受到青睐,与普通铝合金相比,铝锂合金的各方面性能,包括常规力学性能和疲劳断裂性能,具有独... 在抗疲劳设计等工程应用中,对材料综合性能的准确把握是使用材料进行设计的基础。作为一种航空材料,铝锂合金因具有高比强度、高比刚度的性能而受到青睐,与普通铝合金相比,铝锂合金的各方面性能,包括常规力学性能和疲劳断裂性能,具有独特特征。不同时期研发的铝锂合金产品,其各方面性能也有显著差异。本文通过比较铝锂合金和普通铝合金的性能差异,以及比较不同铝锂合金之间的性能差异,对铝锂合金材料性能发展进行综合评述。通过对铝锂合金发展历程、常规力学性能、疲劳极限和疲劳抗力、疲劳裂纹扩展抗力的分析,给出了结构设计选材的一些建议。 展开更多
关键词 铝锂合金 性能评述 力学性能 疲劳抗力 疲劳裂纹扩展
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10Ni5CrMoV钢及其焊接接头Paris模型参数统计及疲劳裂纹扩展寿命预测
8
作者 成应晋 王涛 +1 位作者 薛钢 王任甫 《材料开发与应用》 CAS 2019年第1期1-6,共6页
对10Ni5CrMoV钢及其接头疲劳裂纹扩展过程采用Paris模型进行拟合,并对参数c和m进行统计分析,结果表明,拟合得到的c和m与疲劳寿命吻合较好,lgc和m均符合正态分布,且具有良好的线性关系而疲劳裂纹扩展寿命呈成布尔分布。
关键词 疲劳裂纹扩展 疲劳寿命 高强钢 统计分析
拉伸过载作用下DP780双相钢疲劳裂纹扩展行为
9
作者 李松汾 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期82-86,共5页
为了探索汽车行业广泛应用的DP780双相钢疲劳特性,通过在紧凑拉伸试样上加载等幅值载荷进行试验,研究单一拉伸过载时DP780双相钢疲劳裂纹扩展行为。结果表明,随着过载比和过载引起的裂纹长度的增加,裂纹延迟周期数和疲劳寿命都呈现增加... 为了探索汽车行业广泛应用的DP780双相钢疲劳特性,通过在紧凑拉伸试样上加载等幅值载荷进行试验,研究单一拉伸过载时DP780双相钢疲劳裂纹扩展行为。结果表明,随着过载比和过载引起的裂纹长度的增加,裂纹延迟周期数和疲劳寿命都呈现增加的趋势。在施加过载的过程中,在裂纹尖端前方形成了以解理面、撕裂岭、韧窝和孔洞为特征的月牙形的损伤区域。由于裂纹侧翼的过早接触,导致过载恢复后裂纹前沿的断口形貌受损严重。过载下的裂纹分叉对裂纹扩展迟滞效应没有显著的影响。在过载影响区和过载后稳定期均发生裂纹分叉,但分叉并没有延伸到材料内部。 展开更多
关键词 双相钢 疲劳裂纹扩展 过载比 疲劳断口
扩展有限元法在疲劳裂纹扩展模拟中的应用 预览
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作者 张芮晨 《科技创新与应用》 2019年第18期11-13,共3页
随着计算机技术的发展,有限元仿真技术被大量应用于疲劳计算中。然而,在进行疲劳分析时,常规有限元法往往对于网格的划分限制较大,工作量大,效率低。文章采用扩展有限元法对疲劳裂纹扩展进行仿真分析,简化了网格划分过程,并通过与试验... 随着计算机技术的发展,有限元仿真技术被大量应用于疲劳计算中。然而,在进行疲劳分析时,常规有限元法往往对于网格的划分限制较大,工作量大,效率低。文章采用扩展有限元法对疲劳裂纹扩展进行仿真分析,简化了网格划分过程,并通过与试验结果的对比,证明了该方法的准确性。 展开更多
关键词 扩展有限元 疲劳裂纹扩展 仿真分析
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钢桥面板肋-面板焊缝疲劳裂纹的三维扩展及寿命分析 预览
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作者 杨雅斌 石广玉 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1704-1713,共10页
为研究钢桥面板肋-面板焊缝疲劳裂纹扩展机理,准确评估其疲劳性能,对肋-面板焊缝疲劳裂纹进行三维扩展分析及寿命预测。以天津海河大桥为工程背景,建立钢箱梁节段模型用于肋-面板焊缝疲劳应力分析,提取特征点的应力作为疲劳敏感区的局... 为研究钢桥面板肋-面板焊缝疲劳裂纹扩展机理,准确评估其疲劳性能,对肋-面板焊缝疲劳裂纹进行三维扩展分析及寿命预测。以天津海河大桥为工程背景,建立钢箱梁节段模型用于肋-面板焊缝疲劳应力分析,提取特征点的应力作为疲劳敏感区的局部三维断裂力学子模型的边界条件。将初始表面裂纹分别置于焊趾和焊跟处,采用Schwartz-Neuman交替法求解裂纹应力强度因子并进行扩展分析。研究结果表明:肋-面板焊缝疲劳裂纹为Ⅰ型裂纹主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ混合型裂纹,在疲劳扩展过程中不再保持平面;萌生于焊趾并向顶板扩展的疲劳裂纹是其主导疲劳失效模式;保证80%焊缝熔透率可以使肋面板焊缝具有较高的疲劳抗力,完全熔透焊并无必要。数值模拟结果和文献报道的试验结果吻合较好,说明所提出的方法能够准确模拟肋-面板焊接细节疲劳裂纹拓展特性,适用于疲劳问题研究。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 肋-面板焊缝 局部三维断裂力学模型 疲劳裂纹扩展 Schwartz-Neuman交替法
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抽筒子疲劳裂纹扩展研究及剩余寿命预测 预览
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作者 朱永梅 姚祥 +2 位作者 倪路瑶 唐文献 贾兰俊 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2019年第2期93-97,102共6页
针对炮闩机构的抽筒子爪部出现疲劳断裂的问题,研究抽筒子的疲劳裂纹扩展及剩余寿命预测。针对抽筒子材料45CrNiMoVA,开展室温下断裂韧度和疲劳裂纹扩展试验,测试材料的断裂韧度,结合实验数据拟合得到Paris断裂公式。通过对抽筒子裂纹... 针对炮闩机构的抽筒子爪部出现疲劳断裂的问题,研究抽筒子的疲劳裂纹扩展及剩余寿命预测。针对抽筒子材料45CrNiMoVA,开展室温下断裂韧度和疲劳裂纹扩展试验,测试材料的断裂韧度,结合实验数据拟合得到Paris断裂公式。通过对抽筒子裂纹扩展因素的研究得到:应力由300MPa减小至200MPa时,剩余寿命增幅最大,增大约3.2倍;初始裂纹长度从0.5mm增大到1mm时;剩余寿命减小幅度最大,减小约1.8倍;当材料的断裂韧度越大,剩余寿命越大,且增长的趋势越来越缓慢。 展开更多
关键词 机械工程 抽筒子 45CrNiMoVA 疲劳裂纹扩展 剩余寿命
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聚变堆超导磁体用SS316LN 铠甲低温断裂性能研究 预览
13
作者 李向宾 金环 +1 位作者 杨东昇 秦经刚 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期165-168,共4页
对聚变堆中心螺管(CS)线圈中,铠装电缆导体(CICC)中的SS316LN 不锈钢铠甲在运行状态下的断裂性能进行了测试分析。结果显示SS316LN 疲劳裂纹扩展性能较稳定,断裂韧性在经历冷变形与时效热处理后出现了大幅度衰减。此结果为未来核聚变堆... 对聚变堆中心螺管(CS)线圈中,铠装电缆导体(CICC)中的SS316LN 不锈钢铠甲在运行状态下的断裂性能进行了测试分析。结果显示SS316LN 疲劳裂纹扩展性能较稳定,断裂韧性在经历冷变形与时效热处理后出现了大幅度衰减。此结果为未来核聚变堆超导线圈的设计与性能分析提供了数据参考。 展开更多
关键词 SS316LN 疲劳裂纹扩展 断裂韧性
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钢桥面板横隔板多裂纹扩展三维数值模拟及其特性研究 预览
14
作者 金通 《城市道桥与防洪》 2019年第6期96-98,M0011共4页
针对正交异性钢桥面中横隔板弧形开孔处存在的多裂纹这一特殊情况,采用通用有限元软件ANSYS建立了含多裂纹的有限元数值模型。基于所建立的数值模型,通过计算精度较高的相互作用积分法得到裂纹尖端应力强度因子K,并将其作为基本参量对... 针对正交异性钢桥面中横隔板弧形开孔处存在的多裂纹这一特殊情况,采用通用有限元软件ANSYS建立了含多裂纹的有限元数值模型。基于所建立的数值模型,通过计算精度较高的相互作用积分法得到裂纹尖端应力强度因子K,并将其作为基本参量对多裂纹的扩展特性进行分析研究。研究结果表明:正交异性钢桥面板中初始存在多条裂纹时,随着荷载循环作用次数的增加,裂纹扩展将发展成以其中一条裂纹作为主裂纹进行扩展,剩余裂纹则在扩展至一定长度后停止扩展;横隔板弧形开孔边缘产生的角裂纹后期将扩展成穿透型裂纹,该处疲劳裂纹扩展到后期为穿透型疲劳裂纹。 展开更多
关键词 钢桥面板 疲劳裂纹扩展 应力强度因子
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粉末高温合金FGH97疲劳裂纹扩展行为
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作者 肖磊 朱晓闽 +1 位作者 张高翔 王冲 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1623-1630,共8页
研究了氩气雾化制粉+热等静压工艺成型所制备的粉末高温合金FGH97在650℃下的疲劳裂纹扩展性能,并与俄制旋转电极制粉+热等静压工艺成型的EP741NP合金盘件进行对比;重点分析了不同制粉工艺、氧含量、晶粒度和γ’尺寸等因素对裂纹扩展... 研究了氩气雾化制粉+热等静压工艺成型所制备的粉末高温合金FGH97在650℃下的疲劳裂纹扩展性能,并与俄制旋转电极制粉+热等静压工艺成型的EP741NP合金盘件进行对比;重点分析了不同制粉工艺、氧含量、晶粒度和γ’尺寸等因素对裂纹扩展速率的影响。结果表明:氩气雾化制粉+热等静压工艺制备的FGH97合金试验盘具有比俄制旋转电极制粉+热等静压工艺制备的EP741NP合金盘件更好的疲劳裂纹扩展抗力;分析发现晶粒度对氩气雾化制粉+热等静压工艺制备的试验盘裂纹扩展性能影响较为明显,晶粒度越大,疲劳裂纹扩展速率越低;γ’相尺寸的影响次之,在一定范围内γ’相尺寸增大,疲劳裂纹扩展速率略为降低;而氧含量在100~150μg/g范围内对疲劳裂纹扩展性能无显著影响。 展开更多
关键词 FGH97粉末冶金高温合金 氩气雾化制粉 旋转电极制粉 疲劳裂纹扩展
蠕变和人工时效对2524铝合金疲劳裂纹扩展性能的影响
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作者 刘义伦 王卿 +3 位作者 刘驰 李松柏 何军 赵先琼 《吉林大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1636-1643,共8页
针对蠕变时效和人工时效对2524铝合金疲劳裂纹扩展性能的影响进行了研究,结合透射电镜下合金的微观组织演变,分析了不同时效状态下析出相对合金疲劳性能的影响规律。结果表明:时效4 h后蠕变时效和人工时效合金内微观组织都是以Cu-Mg原... 针对蠕变时效和人工时效对2524铝合金疲劳裂纹扩展性能的影响进行了研究,结合透射电镜下合金的微观组织演变,分析了不同时效状态下析出相对合金疲劳性能的影响规律。结果表明:时效4 h后蠕变时效和人工时效合金内微观组织都是以Cu-Mg原子团簇和GPB区为主,表现出较好的抗疲劳性能。相比时效4 h,时效9 h后合金内主要析出相为针状S′相,粗大S′相的出现改变了位错滑移方式,降低了滑移的可逆性,加速了疲劳损伤积累,因此在应力强度因子范围ΔK≤7 MPa·m1/2的近门槛区,合金抗疲劳性能明显下降。时效24 h后合金晶界处出现无沉淀析出带,晶内析出相尺寸也更大,进一步加速了合金的疲劳裂纹扩展速率。蠕变应力加速了合金的时效析出进程,相比人工时效,在相同时效时间下,蠕变时效合金内析出相尺寸更大,屈服强度和硬度提高,但抗疲劳性能下降。 展开更多
关键词 航空航天材料 疲劳裂纹扩展 断裂力学 2524铝合金 蠕变时效 析出相
“湿热”老化对复合材料胶补金属结构力学特性的影响 预览
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作者 王跃 赵书平 +2 位作者 羊军 李慧 祝东明 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期93-100,共8页
通过玻璃纤维复合材料补片对含穿透双边裂纹的铝合金板进行单面胶接修补,测试修补试件“湿热”(加温浸泡)老化实验前后力学性能,并与未修补试件进行对比,分析老化前后修补结构的破坏模式、失效机理,评估“湿热”老化对修补结构疲劳裂纹... 通过玻璃纤维复合材料补片对含穿透双边裂纹的铝合金板进行单面胶接修补,测试修补试件“湿热”(加温浸泡)老化实验前后力学性能,并与未修补试件进行对比,分析老化前后修补结构的破坏模式、失效机理,评估“湿热”老化对修补结构疲劳裂纹扩展寿命和承载能力的影响。结果表明:“湿热”老化降低了复合材料补片削弱疲劳裂纹之间干涉效果的能力,老化试件从裂纹的扩展长度小于未老化试件的;距离补片越近,沿金属板厚度方向疲劳裂纹扩展速率越慢,老化后复合材料补片减缓沿金属板厚度方向疲劳裂纹扩展速率的作用下降;老化严重削弱了修补结构承载能力恢复率和疲劳裂纹扩展寿命,老化试件的承载能力恢复率下降为未老化试件的 45%,疲劳裂纹扩展安全寿命下降为未老化试件的 63.7%;老化降低了胶层与金属之间的粘合力,造成了复合材料补片的提前脱落,胶层的破坏模式由内聚破坏转变为界面破坏。 展开更多
关键词 “湿热”老化 复合材料 胶接修补 单向静拉伸 疲劳裂纹扩展
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桥梁吊索高强钢丝疲劳裂纹扩展试验与数值模拟
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作者 马亚飞 陈志铖 +2 位作者 叶钧 王磊 张建仁 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期23-30,共8页
反复车辆荷载作用下,斜拉桥斜拉索及拱桥吊杆疲劳损伤问题日益严重。针对大跨桥梁中常用的镀锌高强钢丝,开展了应力比R分别为0.1、0.2、0.3的疲劳裂纹扩展试验,研究了应力比及应力幅对钢丝疲劳裂纹扩展性能的影响,每种应力比下的应力幅... 反复车辆荷载作用下,斜拉桥斜拉索及拱桥吊杆疲劳损伤问题日益严重。针对大跨桥梁中常用的镀锌高强钢丝,开展了应力比R分别为0.1、0.2、0.3的疲劳裂纹扩展试验,研究了应力比及应力幅对钢丝疲劳裂纹扩展性能的影响,每种应力比下的应力幅分别为140.4、152.1、163.8、175.5MPa。采用分步加载方法,设计不同加载应力幅在试件断裂面留下裂纹扩展时的条纹特征,利用光学显微镜对疲劳断口的疲劳条纹进行观测,得到了不同应力比下裂纹扩展深度与疲劳循环次数的a-N曲线,拟合了高强钢丝的疲劳裂纹扩展速率模型。试验结果表明:钢丝疲劳裂纹呈三阶段扩展,随着应力比R的增大,Paris公式中参数C变小,m变大。运用有限元软件ABAQUS模拟了裂纹扩展过程,定量分析了裂纹扩展径向与表面方向的关系,试验结果与有限元结果吻合较好。试验得到的疲劳裂纹扩展速率曲线,可用于大跨桥梁吊索的抗疲劳、防断裂设计及疲劳寿命评估。 展开更多
关键词 桥梁吊索 高强钢丝 疲劳裂纹扩展 有限元方法
考虑残余应力的加筋板结构疲劳裂纹应力强度因子计算方法研究 预览
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作者 王艺陶 冯国庆 任慧龙 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期831-842,共12页
文章基于温度梯度法对焊接残余应力分布进行了模拟。通过对有限元网格划分规则的讨论,确定了数值模拟过程中应力强度因子计算的最佳方案,同时,采用Green函数法以及Faulkner模型给出了残余应力作用下应力强度因子的理论值。通过有限元模... 文章基于温度梯度法对焊接残余应力分布进行了模拟。通过对有限元网格划分规则的讨论,确定了数值模拟过程中应力强度因子计算的最佳方案,同时,采用Green函数法以及Faulkner模型给出了残余应力作用下应力强度因子的理论值。通过有限元模拟与理论计算的结果比较,验证了常规载荷以及残余应力作用下,含中心裂纹平板以及含初始裂纹加筋板结构应力强度因子计算结果的准确性,建立了考虑残余应力影响的结构裂纹扩展模拟流程。最后,通过拉伸载荷下加筋板裂纹扩展模型试验对数值计算方法进行了验证,为加筋板结构裂纹扩展规律研究以及裂纹扩展寿命预报奠定了基础。 展开更多
关键词 残余应力 疲劳裂纹扩展 数值模拟 应力强度因子 试验验证
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AZ31镁合金裂纹扩展各向异性声发射特征分析
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作者 苏应虎 王小娇 +3 位作者 李程浩 张红霞 闫志峰 李永莲 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期177-182,共6页
利用声发射技术对AZ31镁合金轧制方向和横向的疲劳裂纹扩展行为进行了研究。结果表明,镁合金疲劳裂纹扩展过程中产生的声信号撞击数与循环载荷的关系,以及撞击数上升率和应力强度因子幅的关系d C/d N-ΔK,分别与常规疲劳裂纹扩展试验结... 利用声发射技术对AZ31镁合金轧制方向和横向的疲劳裂纹扩展行为进行了研究。结果表明,镁合金疲劳裂纹扩展过程中产生的声信号撞击数与循环载荷的关系,以及撞击数上升率和应力强度因子幅的关系d C/d N-ΔK,分别与常规疲劳裂纹扩展试验结果相一致,裂纹失稳扩展临界应力强度因子幅与常规试验结果的误差分别为2.86%(裂纹沿轧制方向)和3.00%(裂纹沿横向);载荷一定时,裂纹沿横向扩展总是比沿着轧制方向扩展更慢一些,进入失稳扩展阶段更迟。微观组织显示,裂纹沿横向扩展边缘处的孪晶明显增加,断口处也表现出更明显的塑性,这对裂纹的扩展产生了阻碍,即材料在横向的抗裂性能要优于轧制方向,同时证明了利用声发射监测裂纹扩展行为的可靠性。 展开更多
关键词 AZ31镁合金 各向异性 声发射 疲劳裂纹扩展
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