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悬臂弯扭条件下中碳钢的超低周疲劳断裂设计

材料热处理学报 2015年第9期36卷 55-60页

作者：段红燕桑元成李有堂兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050

为了研究中碳钢在悬臂弯扭载荷下的超低周次疲劳断裂适宜参数及断裂机理,采用SEM技术分析断口形貌,应用自制悬臂弯扭夹具和新型电液伺服高频疲劳试验机测试试样的疲劳寿命。结果表明,悬臂弯扭疲劳载荷能够达到低能耗、断面高质量、超低... 详细信息

为了研究中碳钢在悬臂弯扭载荷下的超低周次疲劳断裂适宜参数及断裂机理,采用SEM技术分析断口形貌,应用自制悬臂弯扭夹具和新型电液伺服高频疲劳试验机测试试样的疲劳寿命。结果表明,悬臂弯扭疲劳载荷能够达到低能耗、断面高质量、超低周次高效率的断裂设计要求,适宜的切口参数为：切口尖端半径r=0.06~0.4 mm,切口深度t/b≈0.075。悬臂弯扭载荷下中碳钢断口的疲劳源呈多源性,存在二次裂纹和撕裂棱,对裂纹扩展起主要作用的是Ⅰ型成分。

关键词：超低周疲劳断裂设计悬臂弯扭应力断料裂纹技术

盐雾预腐蚀对HRB400E抗震钢筋超低周疲劳性能的影响

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材料研究学报 2021年第2期35卷 101-109页

作者：谌理飞罗云蓉张应迁李辉李秀兰廖文丽四川轻化工大学机械工程学院自贡643000 四川轻化工大学土木学院自贡643000 四川轻化工大学化学工程学院自贡643000

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... 详细信息

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。

关键词：金属材料 HRB400E抗震钢筋盐雾预腐蚀超低周疲劳微观断裂机理

Q460高强钢材及T形对接接头超低周疲劳特性

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振动与冲击 2021年第16期40卷 166-174页

作者：邱晨邢佶慧张丽王涛北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中铁华铁工程设计集团有限公司北京100071

为明确高强钢材焊接接头的超低周疲劳特性,进行了Q460高强钢母材、焊缝、热影响区钢材及T形全熔透对接焊接接头的超低周疲劳加载试验,基于试验结果校正了Q460高强钢材的随动-等向混合强化材性参数,识别了其循环微孔扩张模型(CVGM)微观... 详细信息

为明确高强钢材焊接接头的超低周疲劳特性,进行了Q460高强钢母材、焊缝、热影响区钢材及T形全熔透对接焊接接头的超低周疲劳加载试验,基于试验结果校正了Q460高强钢材的随动-等向混合强化材性参数,识别了其循环微孔扩张模型(CVGM)微观断裂预测模型参数,在ABAQUS软件中建立Q460高强钢T形焊接接头的精细化三维有限元模型,采用CVGM模型准确预测了焊接接头循环荷载下的延性断裂行为,继而变化板厚、板件夹角和板件标准段长度针对接头断裂性能进行了参数分析。结果表明,往复荷载作用下,Q460高强T形对接接头失效前内部存在两处危险地带,即钢板内逐步形成的塑性条带和热影响区,接头的断裂特性取决于这两处的缺陷和损伤累积状况。随着板厚、板件夹角和板件标准段长度的增加,对接接头的超低周疲劳寿命断裂延长,位移延性系数增大。

关键词： Q460高强钢 T形全熔透对接接头超低周疲劳断裂延性

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焊接构造对T型接头超低周疲劳性能的影响

浙江大学学报（工学版） 2021年第1期55卷 31-37,95页

作者：余文韬谢旭成程浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

为了研究焊接细节对钢结构超低周疲劳性能的影响,以T型接头为对象,在通用有限元程序Abaqus平台上,开发基于Arlequin算法的结构多尺度计算程序.利用多尺度算法,开展焊接接头的局部弹塑性有限元分析.比较焊趾半径、厚钢板未熔透长度及焊... 详细信息

为了研究焊接细节对钢结构超低周疲劳性能的影响,以T型接头为对象,在通用有限元程序Abaqus平台上,开发基于Arlequin算法的结构多尺度计算程序.利用多尺度算法,开展焊接接头的局部弹塑性有限元分析.比较焊趾半径、厚钢板未熔透长度及焊趾表面凹凸对局部塑性应变履历的影响,利用Coffin-Manson模型对T型接头的超低周疲劳特性进行定性讨论.数值计算结果表明,焊趾位置是焊接接头的超低周疲劳易损位置,厚钢板的未熔透长度对焊接部位局部塑性应变的影响不大;焊趾半径对焊趾局部塑性应变有较大的影响,增大焊趾半径可以有效提升钢结构在循环荷载下的超低周疲劳性能;焊趾表面的平整性是影响焊趾局部塑性应变履历的重要因素,尖锐的凹坑会明显降低焊接接头的超低周疲劳性能,磨平的焊趾表面可以减少局部塑性应变,提高接头的超低周疲劳强度.

关键词： T型焊接接头多尺度分析方法 Arlequin法局部塑性应变履历超低周疲劳参数分析

扭转预应变对Q345R钢超低周疲劳性能影响研究

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工程科学与技术 2018年第5期50卷 224-230页

作者：付磊王清远罗云蓉段恒姚激谢文玲四川理工学院机械工程学院四川自贡643000 四川大学空天科学与工程学院四川成都610065 成都大学机械工程学院四川成都610106 昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650000

采用横向应变控制方法,研究了扭转预应变对压力容器用钢Q345R超低周疲劳性能的影响。获得了预扭转前后材料的循环应力-应变关系、疲劳寿命等实验数据,据此,利用双参数威布尔分布数概率函数对疲劳寿命数据进行处理,结果表明其疲劳寿命以... 详细信息

采用横向应变控制方法,研究了扭转预应变对压力容器用钢Q345R超低周疲劳性能的影响。获得了预扭转前后材料的循环应力-应变关系、疲劳寿命等实验数据,据此,利用双参数威布尔分布数概率函数对疲劳寿命数据进行处理,结果表明其疲劳寿命以及置信度在双对数坐标系中的线性关系良好。通过Hollomon公式和MansonCoffin公式拟合疲劳实验数据,建立了疲劳寿命预测公式。计算并拟合了材料塑性应变能和循环周次的关系,并对比研究了预扭转前后材料的循环韧度。试样疲劳断口观察表明预扭转的材料比未预扭转的材料断口形貌中有较多的子孔洞、空穴和二次裂纹。

关键词： Q345R钢扭转预应变超低周疲劳疲劳韧性微观破坏机理

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热处理方钢管短柱超低周疲劳性能试验研究

建筑结构学报 2020年第8期41卷 97-104页

作者：贾良玖同济大学结构防灾减灾工程系上海200092

强震下钢结构构件会发生局部或整体屈曲,造成构件局部塑性应变集中,导致构件在反复荷载作用下最终发生断裂,因此有必要开展大塑性应变循环加载下局部屈曲和后续延性断裂的耦合破坏机理研究。通过热处理冷弯方钢管短柱的超低周疲劳试验,... 详细信息

强震下钢结构构件会发生局部或整体屈曲,造成构件局部塑性应变集中,导致构件在反复荷载作用下最终发生断裂,因此有必要开展大塑性应变循环加载下局部屈曲和后续延性断裂的耦合破坏机理研究。通过热处理冷弯方钢管短柱的超低周疲劳试验,对上述破坏机理进行了研究。试验考察了宽厚比和加载历史对于方钢管短柱屈曲后断裂模式及抗震性能的影响,并给出了累积延性评估方法。试验结果显示:所有试件受压时承载力的下降皆由局部屈曲导致,而受拉侧承载力的退化则由延性断裂造成;构件的累积塑性耗能可分解为各向同性强化耗能和随动强化耗能,且两者受拉时对应值呈线性关系。

关键词：方钢管超低周疲劳延性断裂滞回加载抗震性能

考虑焊接影响的低屈服点钢LY100超低周疲劳破坏机理研究

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建筑钢结构进展 2018年第4期20卷 12-17,66页

作者：南子森李海锋罗俊孙伟华侨大学土木工程学院福建厦门361021 华侨大学福建省结构工程与防灾重点实验室福建厦门361021

为研究低屈服点钢材LY100在反复拉力作用下的力学性能,设计LY100钢与Q345钢或Q235钢焊接连接的材性试件,共进行4组18个材性试件的单调和反复受拉加载试验研究。获得6种不同加载制度下试件的荷载-位移曲线、应力-应变曲线、滞回性能、超... 详细信息

为研究低屈服点钢材LY100在反复拉力作用下的力学性能,设计LY100钢与Q345钢或Q235钢焊接连接的材性试件,共进行4组18个材性试件的单调和反复受拉加载试验研究。获得6种不同加载制度下试件的荷载-位移曲线、应力-应变曲线、滞回性能、超低周疲劳破坏机理以及延性特征等。研究结果表明,焊接接头对试件的超低周疲劳性能有不利影响,焊接接头使LY100钢材力学性能的稳定性和延性变差;LY100钢与Q345钢或Q235钢焊接后,材性试件的强度提高但延性下降;反复拉力作用下,带有焊接接头的材性试件呈现强度硬化、延性下降的受力特征,而未带焊接接头的材性试件会产生强度下降、延性增强的现象。

关键词：反复拉力低屈服点钢材焊接接头滞回性能超低周疲劳

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Q235钢结构材料的超低周疲劳性能

钢铁研究学报 2016年第12期28卷 47-51页

作者：罗云蓉王清远付磊张应迁陶静谢文玲四川理工学院四川自贡643000 过程装备与控制工程四川省高校重点实验室四川自贡643000 四川大学建筑与环境环学院四川成都610065

对钢结构材料Q235钢的超低周疲劳性能进行了研究。采用横向应变控制方法,保持频率1Hz恒定,在岛津电液伺服疲劳试验机上开展了试验钢的超低周疲劳试验。获得了循环应力响应特征曲线等实验数据,并在此基础上分别建立了试验钢基于塑性应变... 详细信息

对钢结构材料Q235钢的超低周疲劳性能进行了研究。采用横向应变控制方法,保持频率1Hz恒定,在岛津电液伺服疲劳试验机上开展了试验钢的超低周疲劳试验。获得了循环应力响应特征曲线等实验数据,并在此基础上分别建立了试验钢基于塑性应变幅及应变速率的超低周疲劳寿命预测公式,且2种公式均能较好地对其寿命进行预测。通过电镜扫描(SEM),分析了试验材料超低周疲劳下的微观断裂机理。研究结果表明,试验材料在超低周疲劳与低周疲劳下的疲劳性能,如循环响应特征、寿命预测公式以及微观断裂机理等方面均存在一定的差异。

关键词：钢结构材料超低周疲劳疲劳寿命微观断裂机理

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16MnR钢的高应变超低周疲劳性能

钢铁研究学报 2016年第4期28卷 53-57页

作者：曾涛陈延强罗云蓉林海波四川理工学院机械工程学院四川自贡643000 四川理工学院过程装备与控制工程四川省高校重点实验室四川自贡643000

从压力容器的实际工况和抗震安全性设计出发,研究了压力容器用钢16MnR钢的高应变超低周疲劳性能。采用横向应变控制方法,在MTS809拉扭复合疲劳试验机上测定了试验钢应变疲劳过程中的循环应力响应特征及循环应力与应变的关系等超低周疲... 详细信息

从压力容器的实际工况和抗震安全性设计出发,研究了压力容器用钢16MnR钢的高应变超低周疲劳性能。采用横向应变控制方法,在MTS809拉扭复合疲劳试验机上测定了试验钢应变疲劳过程中的循环应力响应特征及循环应力与应变的关系等超低周疲劳行为;通过拟合Basquin公式和Coffin-Manson公式,获得了试验钢的高应变超低周疲劳寿命预测公式。断口扫描发现,超低周疲劳下,多处裂纹萌生于试件表面,然后裂纹共同向内扩展,直到最后快速断裂。

关键词： 16MnR钢超低周疲劳疲劳寿命微观断裂机理