检索结果-南通市图书馆

SiCf/TC17复合材料的疲劳断裂机理研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

材料科学与工艺 2024年

作者：张弛周文龙王敏涓付雪松黄浩陈国清大连理工大学材料科学与工程学院中航发北京航空材料研究院钛合金研究所

纤维增强钛基复合材料因其具有较高的比强度和比模量，同时具有良好的耐高温性能，被广泛应用于航空涡轮发动机叶环等结构件。由于其断裂失效形式比较复杂，为了探究其疲劳失效机制，本文利用疲劳试验机对SiCf/TC17复合材料开展了室温... 详细信息

纤维增强钛基复合材料因其具有较高的比强度和比模量，同时具有良好的耐高温性能，被广泛应用于航空涡轮发动机叶环等结构件。由于其断裂失效形式比较复杂，为了探究其疲劳失效机制，本文利用疲劳试验机对SiCf/TC17复合材料开展了室温疲劳实验，通过扫描电子显微镜观察了SiCf/TC17复合材料的断裂行为，研究了连续SiC纤维增强TC17合金复合材料的疲劳性能，分析了SiCf/TC17复合材料在交变载荷下的疲劳断裂机理。研究结果表明：SiCf/TC17复合材料的疲劳寿命波动较大。在室温交变载荷条件下，SiCf/TC17复合材料疲劳裂纹萌生于试样TC17合金包套的次表层处，且为多个疲劳源；随着疲劳裂纹向前扩展，在疲劳裂纹扩展区呈现疲劳条带及二次裂纹，在扩展过程中，当裂纹前端遇到SiC纤维时，在SiCf/基体界面发生偏转和界面脱粘，裂纹绕过纤维继续在基体中扩展，产生纤维桥接效应，纤维分担了基体中的载荷，有利于复合材料的抗疲劳性能；在疲劳后期的瞬断区，TC17合金基体发生塑性变形，SiC纤维发生断裂，脱粘的纤维呈拔出形态，复合材料完全断裂失效。本文的研究结果，可为SiCf/TC17复合材料设计与工艺优化提供指导和依据。

关键词： SiC纤维钛基复合材料疲劳断裂机理裂纹扩展纤维桥接

U75V钢轨钢闪光对焊接头微观组织及疲劳断裂机理研究

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

U75V钢轨钢闪光对焊接头微观组织及疲劳断裂机理研究

作者：范艳军吉林大学

学位级别：硕士

当前,U75V钢轨钢是高速铁路钢轨的主要材料,通常采用闪光对焊进行连接。鉴于疲劳断裂是钢轨焊接接头的主要失效模式及为了保证钢轨具有足够的使用寿命,本文通过综合考虑金相组织、显微硬度、疲劳S-N曲线和疲劳断口形貌研究了基于三种不... 详细信息

当前,U75V钢轨钢是高速铁路钢轨的主要材料,通常采用闪光对焊进行连接。鉴于疲劳断裂是钢轨焊接接头的主要失效模式及为了保证钢轨具有足够的使用寿命,本文通过综合考虑金相组织、显微硬度、疲劳S-N曲线和疲劳断口形貌研究了基于三种不同闪光对焊工艺参数的U75V钢轨钢闪光对焊接头的疲劳性能。对钢轨焊接接头部分表面进行超声冲击处理,研究了超声冲击处理前后焊接接头疲劳断裂机理的差异;基于高速列车钢轨复杂的服役环境,进行了超声冲击处理前后钢轨焊接接头的腐蚀疲劳研究,探索闪光对焊接头在内部缺陷和外部腐蚀双重作用下的疲劳断裂机制及超声冲击处理技术提高焊接接头腐蚀疲劳性能的可行性。研究表明,顶锻压力显著影响焊接接头的疲劳性能,相对较高的顶锻压力有利于提高接头的疲劳强度。经人工海水腐蚀后,原始焊态接头的疲劳寿命显著降低。经超声冲击处理后,接头表层形成纳米晶并产生残余压缩应力,此时接头的疲劳寿命、耐磨性和耐腐蚀性都得到了一定程度的提高。具体研究结果:超声冲击态接头的疲劳强度比原始焊态接头的疲劳强度提高了23%;人工海水腐蚀态接头与原始焊态接头相比,其疲劳强度降低了13.5%;超声冲击腐蚀态接头的疲劳强度比原始焊态接头的疲劳强度仅降低了8%;超声冲击态接头的耐磨性比原始焊态接头的耐磨性提高了29%。焊接接头的疲劳断口分析表明:三种闪光对焊工艺参数下,断裂于焊接接头处的疲劳断裂均具有显著的脆性断裂特征,断裂于母材处的疲劳断裂则具有韧性断裂特征。除第I种闪光对焊工艺参数下的接头疲劳断口仅能观察到两个区域外(无明显瞬时断裂区),其它两种参数下接头的疲劳断口均能观察到疲劳断口的三个典型区域。

关键词： U75V钢轨钢焊接接头超声冲击疲劳断裂机理

欠拧下M24高强度螺栓轴拉常幅疲劳断裂机理研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

欠拧下M24高强度螺栓轴拉常幅疲劳断裂机理研究

作者：刘展翔太原理工大学

学位级别：硕士

随着“碳达峰”和“碳中和”目标的提出,装配式钢结构建筑作为绿色建筑中重要的结构型式之一得到了广泛的关注和大力的推广,被广泛应用于工业建筑、民用建筑、风力发电机及变电构架等结构中。端板高强度螺栓连接节点作为装配式钢结构建... 详细信息

随着“碳达峰”和“碳中和”目标的提出,装配式钢结构建筑作为绿色建筑中重要的结构型式之一得到了广泛的关注和大力的推广,被广泛应用于工业建筑、民用建筑、风力发电机及变电构架等结构中。端板高强度螺栓连接节点作为装配式钢结构建筑的主要节点型式,其可靠性直接关系到结构的整体受力性能。在风荷载、机械振动荷载等往复荷载作用下,高强度螺栓容易成为结构受力的薄弱部位,可能会产生疲劳失效问题。目前,关于高强度螺栓常幅疲劳断裂机理及其裂纹扩展过程的研究较为有限,且各国规范中对于端板螺栓节点的疲劳验算规定仍存在不足,故有必要对其疲劳断裂机理进行深入研究。本文在国家自然科学基金(12172244)、山西省留学人员科技活动择优资助项目(DC1900000602)和山西省基础研究计划项目(202103021223105)的联合资助下,以工程中常用的8.8级M24高强度螺栓为研究对象,通过开展欠拧螺栓在应力比0.5下的常幅疲劳试验对其疲劳断裂机理进行研究,通过数值模拟结合试验结果对其疲劳裂纹扩展机理进行仿真模拟,并在此基础上探讨了高强度螺栓常幅疲劳特性。本文主要研究内容及结论如下:(1)对比了国内外钢结构设计标准及规范中与螺栓相关疲劳验算的方法,并通过对文献中238组疲劳试验结果进行汇总和对比,得出了螺栓直径和材质对其疲劳强度存在较大影响;同时整理综述了螺栓几何特性、应力比、预紧力、工作环境、表面处理等因素对高强度螺栓疲劳性能的影响及其作用机理;(2)通过对30组8.8级M24高强度螺栓欠预紧力试件在应力比0.5下的常幅疲劳试验,得到了其疲劳S-N曲线及疲劳强度,并分别拟合了不同预紧扭矩下的S-N曲线,对比得到增大预紧力可以提高螺栓疲劳性能;在传统Basquin公式基础上拟合了考虑预紧扭矩的高强度螺栓疲劳寿命估算公式;通过高强度螺栓疲劳性能影响因素对比分析得出,高强度螺栓疲劳强度与应力比、应力幅均呈负相关关系,而受预紧扭矩影响较小;(3)螺栓试件主要有三种疲劳断裂模式,其中80%的试件为拧入螺母受力螺纹底部发生断裂,为主要失效模式,而部分试件的疲劳断裂发生在螺栓头底部圆角处及螺纹段尾部;通过断口形貌宏、微观分析揭示了高强度螺栓疲劳断裂机理,宏观断口形貌各疲劳特征区域之间界限明显,疲劳扩展区面积占比与疲劳寿命呈正相关关系,与应力幅、应力比呈负相关关系;试件微观形貌特征受加载制度影响,并可以由此推测疲劳发展过程;通过元素能谱分析得到了断口处夹杂的主要成分,其降低了材料疲劳性能;(4)基于ABAQUS有限元数值模拟,得到螺栓表面应力沿轴向呈梯度递减分布,裂纹长度及其相对位置对螺栓杆表面应力分布影响显著,由此提出了考虑螺栓杆应变变化的裂纹长度预测公式;结合扩展有限元方法(XFEM)参数化分析了裂纹长度、裂纹角度、裂纹纵横比对裂纹尖端应力强度因子和裂纹扩展角的影响,并对影响因素敏感性进行了正交分析;基于XFEM对模型疲劳裂纹三维扩展路径及裂纹面形貌进行了仿真模拟,模拟结果与试验结果较为吻合。

关键词：高强度螺栓常幅疲劳疲劳断裂机理扩展有限元法(XFEM) 应力强度因子(SIF) 疲劳裂纹扩展

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

混凝土疲劳断裂机理及其尺寸效应

东北电力学院学报 2001年第3期21卷 14-18页

作者：丁生根侯景鹏卢喜经大连理工大学土木系结构室辽宁大连116024

采用 5 0 0mm× 2 0 0mm× 10 0mm和 75 0mm× 30 0mm× 10 0mm两种尺寸的三点弯曲梁试件 ,应用电阻应变片法测定混凝土裂缝的亚临界扩展量 ,研究了在等幅重复荷载作用下混凝土裂纹的亚临界扩展规律。研究结果发现 ,混凝土疲劳裂缝扩展... 详细信息

采用 5 0 0mm× 2 0 0mm× 10 0mm和 75 0mm× 30 0mm× 10 0mm两种尺寸的三点弯曲梁试件 ,应用电阻应变片法测定混凝土裂缝的亚临界扩展量 ,研究了在等幅重复荷载作用下混凝土裂纹的亚临界扩展规律。研究结果发现 ,混凝土疲劳裂缝扩展过程分为三个阶段 ,即混凝土裂缝端部的微裂缝形成阶段、宏观裂缝稳定开展阶段和失稳破坏阶段 ;混凝土疲劳裂缝扩展率da/dN符合Paris公式 ,但存在尺寸效应。

关键词：混凝土尺寸效应疲劳断裂机理疲劳载荷

金属橡胶用0Cr18Ni9Ti不锈钢丝疲劳断裂机理研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国材料科技与设备 2007年第2期4卷 75-78页

作者：侯军芳白鸿柏李冬伟寇宏宁周泽浩军械工程学院自行火炮教研室河北石家庄050003 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 沈阳军区装备部军械雷达修理所辽宁沈阳112611

运用扫描电镜和X射线衍射等技术，对金属橡胶的基体材料0Cr18Ni9Ti不锈钢丝做了金相观察分析，考察了冷拔变形量对不锈钢丝微观组织和力学性能的影响，分析了不锈钢丝动态加栽疲劳断口的形貌特征。实验结果表明：0Cr18Ni9Ti不锈钢丝经... 详细信息

运用扫描电镜和X射线衍射等技术，对金属橡胶的基体材料0Cr18Ni9Ti不锈钢丝做了金相观察分析，考察了冷拔变形量对不锈钢丝微观组织和力学性能的影响，分析了不锈钢丝动态加栽疲劳断口的形貌特征。实验结果表明：0Cr18Ni9Ti不锈钢丝经冷拔后内部存在大量孔洞，形变诱发大部分奥氏体组织发生了马氏体相变，使钢丝强度增大的同时降低了塑性；随冷拔变形量的增大，钢丝抗拉强度先增大后减小，延伸率持续减小；非金属夹杂物夹层以及孔洞存在的位置易形成应力集中，在循环应力作用下产生撕裂和孔洞累积，使断口呈现出木纹状断口或准解理-韧窝断裂的形貌特征。

关键词：金属橡胶疲劳断裂机理不锈钢丝马氏体相变

TC4-DT钛合金疲劳寿命表征及断裂机理研究

维普期刊数据库评论

在线全文

维普期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

TC4-DT钛合金疲劳寿命表征及断裂机理研究

作者：张宏硕哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

钛及其合金应用十分广泛,主要是由于因其密度小、比强度高、耐蚀性等优点。TC4-DT钛合金作为一种新型的损伤容限型中强钛合金,由于间隙元素含量较低,断裂韧度较高、裂纹扩展速率较低,因而备受关注。在构件的使用过程中,疲劳失效是最危... 详细信息

钛及其合金应用十分广泛,主要是由于因其密度小、比强度高、耐蚀性等优点。TC4-DT钛合金作为一种新型的损伤容限型中强钛合金,由于间隙元素含量较低,断裂韧度较高、裂纹扩展速率较低,因而备受关注。在构件的使用过程中,疲劳失效是最危险的一种失效方式,因此研究TC4-DT钛合金的疲劳行为至关重要。本文对TC4-DT钛合金的室温高周行为和室温低周行为进行了研究,建立了不同模型对疲劳寿命进行了定量表征,对疲劳断裂机理进行了分析。通过Bootstrap自助法对疲劳寿命的小样本数据进行了扩充,通过加权最小二乘法解决了疲劳寿命的异方差性问题。在室温下进行的高周疲劳试验,其应力集中系数的值分别为1、3、5,应力比的数值为-1和0.5。结果表明,疲劳极限的降低是由应力比降低或应力集中系数的升高造成的,并且应力集中系数越小,对数疲劳寿命随应力幅增大而降低的速率越大;以光滑试样在应力比为-1时数据为基础,建立了幂函数式、指数式、Zheng公式、三参数幂函数式的疲劳寿命预测模型,结果表明三参数幂函数模型对疲劳寿命的估计更加准确;采用三参数幂函数模型对其他加载条件下的数据进行拟合,并对不同应力比下的数据进行了归一化处理,建立了应力比等效为-1时的模型。对T4-DT钛合金的高周疲劳断裂机理进行了研究,结果发现光滑试样和有缺口试样在应力比为-1时,裂纹源均是由于位错的滑移而在试样表面萌生的;有缺口试样在应力比为0.5时裂纹源萌生于试样表面和试样内部。在TC4-DT钛合金的高周疲劳扩展区有疲劳条带和二次裂纹出现,瞬断区存在等轴韧窝,属于微孔聚合型断裂。在室温下进行低周疲劳试验,应变幅值设置为0.6%.4%。数据表明,循环次数随着应变幅值的增长而明显下降;在应变幅为0.6%的情况下,循环次数为20000次,而在应变幅为1.4%时,循环次数仍能保持1000次,疲劳寿命优于普通TC4-DT钛合金和网篮状的TC4-DT钛合金;建立了三参数Weibull分布模型,通过右逼进法迭代求解得到了Weibull分布的位置、形状、尺寸参数;形状参数为26.262,接近低周疲劳极限,与实验数据较为符合,相关系数为0.999;建立了Manson-coffin方程和三参数幂函数模型,对低周疲劳寿命进行了定量表征,两种模型都能准确描述室温下的低周疲劳试验,其中三参数幂函数模型相关系数高于0.954,精度更高。研究了应变幅值对低周疲劳断裂机理的影响,发现应变幅值增大时,裂纹源由试样表面萌生转变为材料内部萌生,当应变幅值为1.4%时,出现多出裂纹源,这是由于第二相夹杂物的存在导致的;裂纹扩展区存在明显的疲劳条带及二次裂纹,瞬断区有大量韧窝存在,且韧窝密度和深度随应变幅值增大而增加,属于典型韧性断裂。通过Bootstrap自助法扩充了样本容量,并采用传统成组法以及自助法得到的数据对幂函数式的模型进行了回归分析,得到了存活率50%、84.13%、95%、99%下的应力寿命关系;自助法得到的数据方差更小,更稳定,Bootstrap自助法可以显著改善疲劳寿命数据分散性的问题,提高寿命预测的准确度;基于Bootstrap自助法进行加权最小二乘法处理,得到了不同加载条件及不同存活率下的协方差矩阵和P-S-N线性回归模型;结果表明该方法得到的P-S-N线性回归模型的相关系数R更大,在0.987.991之间,且残差分布均匀,有效改善了方差不满足齐性的问题。

关键词： TC4-DT钛合金疲劳寿命预测模型疲劳断裂机理 Bootstrap自助法

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

疲劳断裂的微观机理和非平衡统计特性(Ⅱ)

北京理工大学学报 1986年第2期 19-36页

作者：邢修三北京工业学院应用物理系

本文给出了微裂纹的随机演化方程,结合位错机理解得了微裂纹密度的分布函数,求出了疲劳断裂几率和可靠性,进而导出了σ;——N曲线、疲劳寿命的统计分布和统计平均值。

关键词：位错机理微裂纹演化方程疲劳断裂机理 σ -N曲线

缺口对7A85铝合金拉伸性能和疲劳性能的影响

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

材料导报 2023年第24期37卷 216-222页

作者：张焯栋赵君文范军张海成高杰维韩瑞鹏西南交通大学材料科学与工程学院成都610031 中车长春轨道客车股份有限公司长春130000 中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司四川德阳618000 电子科技大学机械与电气工程学院成都611731

在光滑试样表面预制深度为0.1 mm和0.2 mm的环状缺口,研究了不同缺口尺寸对7A85铝合金拉伸性能和疲劳性能的影响,并分析了7A85铝合金含缺口试样的疲劳断裂机理。结果表明,随着缺口深度由0 mm增加至0.2 mm,7A85铝合金试样的抗拉强度、断... 详细信息

在光滑试样表面预制深度为0.1 mm和0.2 mm的环状缺口,研究了不同缺口尺寸对7A85铝合金拉伸性能和疲劳性能的影响,并分析了7A85铝合金含缺口试样的疲劳断裂机理。结果表明,随着缺口深度由0 mm增加至0.2 mm,7A85铝合金试样的抗拉强度、断后伸长率和疲劳强度分别下降了6%、47.5%、44.4%。缺口对7A85铝合金塑性的影响远大于拉伸强度,且其抗拉强度与疲劳强度呈线性关系。试样疲劳缺口系数随着缺口尺寸和循环次数的增加而增大。7A85铝合金试样的疲劳裂纹源通常是富铁的第二相颗粒,环状缺口根部应力集中促进了多疲劳裂纹源萌生,多个裂纹源同时扩展使得试样有效承载面积快速减少,导致疲劳寿命急剧缩短。

关键词： 7A85铝合金缺口拉伸性能疲劳性能疲劳缺口系数疲劳断裂机理

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

TNM-TiAl合金室温高周疲劳性能研究

材料导报 2023年第12期37卷 141-147页

作者：孙冠泽曹睿周鑫王红卫兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050 北京钢研高纳科技股份有限公司北京100081 钢铁研究总院高温合金新材料北京市重点实验室北京100081

采用升降法与成组法对TNM-TiAl合金试样进行了应力比R=-1的室温拉压疲劳和R=0.1的室温拉伸疲劳试验,得到TNM-TiAl合金的P-S-N曲线,并对断口进行了分析。结果表明:TNM-TiAl合金对应力十分敏感,R=-1和R=0.1时的曲线整体呈较为平直的斜线,R... 详细信息

采用升降法与成组法对TNM-TiAl合金试样进行了应力比R=-1的室温拉压疲劳和R=0.1的室温拉伸疲劳试验,得到TNM-TiAl合金的P-S-N曲线,并对断口进行了分析。结果表明:TNM-TiAl合金对应力十分敏感,R=-1和R=0.1时的曲线整体呈较为平直的斜线,R=-1时的疲劳极限为414.7 MPa,R=0.1时的疲劳极限为285.6 MPa。R=0.1的S-N曲线远低于R=-1的S-N曲线;R=-1时,应力幅与疲劳寿命的关系满足Basquin方程。疲劳试件宏观断口较为粗糙,静态拉伸宏观断口平整,两者差异较大。拉伸断口整体分为裂纹萌生区与扩展区,其中起裂源均位于试样表面或板状试件的边角棱线处,起裂源区域包括γ相的解理断裂面、片层团的沿层解理面以及β0相平整的穿晶断裂平面等特征。疲劳断口整体分为裂纹萌生区、扩展区与瞬断区,其中裂纹萌生区分为表面沿层起裂和γ相起裂。TNM-TiAl合金的疲劳断裂为脆性断裂,主要体现在扩展区上大量的片层团穿层断裂、扭折撕裂、γ相解理断裂和β0相穿晶断裂。同寿命量级下,R=-1的断口与R=0.1的断口断裂类型相似,但R=-1的断口萌生区与扩展区更加平整。90%疲劳寿命中断试件未出现微裂纹,证明疲劳寿命主要体现在裂纹的萌生,而裂纹扩展的寿命占比不到总寿命的10%。

关键词：高周疲劳 TNM-TiAl合金 P-S-N曲线疲劳断裂机理应力比