检索结果-南通市图书馆

单边缺口拉伸试样喷丸强化残余应力及其三维应力强度因子分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

单边缺口拉伸试样喷丸强化残余应力及其三维应力强度因子分析

作者：汤英上海交通大学

学位级别：硕士

喷丸强化常用于提高材料和零件的疲劳强度,是延长疲劳寿命最有效的表面工程技术之一。定量研究喷丸强化对材料表面强化层内三维小裂纹的应力强度因子和疲劳小裂纹的裂纹扩展速率以及疲劳寿命的影响,是当前疲劳与断裂力学研究领域中的一... 详细信息

喷丸强化常用于提高材料和零件的疲劳强度,是延长疲劳寿命最有效的表面工程技术之一。定量研究喷丸强化对材料表面强化层内三维小裂纹的应力强度因子和疲劳小裂纹的裂纹扩展速率以及疲劳寿命的影响,是当前疲劳与断裂力学研究领域中的一个很活跃并且一直受到重视的课题,其研究所获得的结果最终将改进飞机结构的可靠性与安全性,有着重要的意义。本文首先采用有限元计算软件ABAQUS/Explicit建立TA15钛合金材料单边缺口拉伸试样在陶瓷弹丸和铸钢弹丸两种材料下喷丸强化的三维有限元模型,与试验中X射线法测量得到的残余应力场结果吻合较好。其次利用有限元分析了各种喷丸参数(即喷丸速度、喷丸角度、弹丸直径、弹丸形状和喷丸覆盖率)与强化后残余应力场的关系,并将残余应力场用四个特征参数(即表面残余压应力、最大残余压应力、最大残余压应力距表面的距离和残余压应力场的深度)进行表征分析。为了研究喷丸和未喷丸对疲劳裂纹萌生位置和小裂纹形状的影响,采用扫描电子显微镜对疲劳试样断口形貌进行观察分析,分析结果表明:1)喷丸和未喷丸的疲劳小裂纹均从试样缺口根部萌生;2)喷丸强化下的裂纹形态为角裂纹,未喷丸强化下的裂纹形态为表面裂纹;3)两种小裂纹在扩展过程中保持裂纹面半宽a和裂纹深度c的比值稳定,约为a/c=1.0。在由各喷丸参数下引入的残余应力场的基础上,用三维权函数法求解了三维角裂纹在喷丸残余应力场下的应力强度因子,并分析各喷丸参数对残余压缩应力强度因子Kres的影响。计算结果表明:1)当裂纹尺寸较小时,最大残余压应力越大,残余压缩应力强度因子绝对值(-Kres)越大;2)随着裂纹尺寸的增加,残余压应力层越深,-Kres最大绝对值的发生位置也越深;3)当裂纹达到一定尺寸时,-Kres受残余压应力场深度变化规律的影响,即残余压应力场的深度越大,-Kres越大。

关键词：喷丸有限元三维权函数法残余应力应力强度因子单边缺口拉伸试样

Kanwu单边缺口拉伸试样的耦合弹塑性与氢扩散分析

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

大众标准化 2020年第12期2卷 128-129页

作者：姜亮亮南亮压力容器技术(上海)有限公司上海200949

基于耦合的弹塑性与瞬态氢扩散理论,开发了Abaqus有限元分析软件子程序,模拟了单边缺口拉伸试样的氢扩散,获取了其氢浓度分布。随后系统地研究了初始屈服强度、应力强度因子、初始氢浓度、边界条件及氢陷阱结合能对氢浓度分布的影响。... 详细信息

基于耦合的弹塑性与瞬态氢扩散理论,开发了Abaqus有限元分析软件子程序,模拟了单边缺口拉伸试样的氢扩散,获取了其氢浓度分布。随后系统地研究了初始屈服强度、应力强度因子、初始氢浓度、边界条件及氢陷阱结合能对氢浓度分布的影响。研究结果表明,最高晶格氢浓度位于最大静水应力处,而最大陷阱氢浓度位于裂尖根部;晶格氢浓度随屈服强度的提高而近线性增加,而陷阱氢浓度却逐步降低;应力强度因子的增加对晶格氢浓度影响较小,但快速提高了陷阱氢浓度;陷阱氢浓度对总氢浓度的影响随初始氢浓度的增加而快速降低;零通量边界条件时晶格氢浓度高于恒定浓度边界条件,而边界条件对陷阱氢浓度影响较小;陷阱氢浓度对总氢浓度分布影响随氢陷阱强度的增加而增加,氢陷阱强度不影响稳态晶格氢浓度分布。

关键词：氢扩散氢陷阱单边缺口拉伸试样

基于拘束修正J-R曲线的X80管线钢环焊缝的拉伸应变容量研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于拘束修正J-R曲线的X80管线钢环焊缝的拉伸应变容量研究

作者：李梓溦天津大学

学位级别：硕士

随着工业生产对能源需求的不断增加,输气管道距离不断加长,管道在服役期间会受到各种地质灾害的影响,并因此承受较大应变。在这种情况下,传统的基于应力的管线设计方法难以满足需求,有必要发展基于应变的管线设计方法。为此,本文利用试... 详细信息

随着工业生产对能源需求的不断增加,输气管道距离不断加长,管道在服役期间会受到各种地质灾害的影响,并因此承受较大应变。在这种情况下,传统的基于应力的管线设计方法难以满足需求,有必要发展基于应变的管线设计方法。为此,本文利用试验、数值模拟以及数学分析等多种手段提出了一种基于拘束修正阻力曲线的管线评估方法。首先,进行了10组不同几何尺寸的单边缺口拉伸试样的测试,发现测得的J-R阻力曲线对试样的拘束(尺寸)非常敏感。随后使用有限元分析手段对单边缺口拉伸试样的拘束效应进行量化,通过计算得到了三种不同拘束参数A、Q以及Q的值。通过对比发现,表征面内拘束水平的参数A和Q的值随着试样初始裂纹长度与试样宽度的比值的增加而增加。此外,表征面外拘束水平的参数Q的数值随着试样厚度的增加分成高低两个区域,B/W≥2的试样与B/W试样相比,其Q的数值减小了50%。在此基础上,同时考虑面内拘束效应和面外拘束效应,基于面内拘束参数Q和面外拘束参数Q提出了Q-Q拘束修正的阻力曲线用以预测真实含裂纹环焊缝管道的断裂韧性。并通过三组不同尺寸单边缺口拉伸试样的试验证明,通过这种方法预测得到的阻力曲线与试验结果间的误差可以控制在10%以内,显著低于J-A拘束修正阻力曲线的预测误差(30%),可以很好地对不同尺寸的SENT试样以及实际含裂纹带环焊缝管道的阻力曲线进行预测。随后,使用外推得到的全尺寸管道阻力曲线针对含有5种不同内表面裂纹长度的X80环焊缝管道进行基于应变的断裂评估,并结合切线法提出了基于拘束修正阻力曲线的评估方法。评估结果表明,管道裂纹长度2c/πD每增加0.05,其拉伸应变容量先降低20%,此后随着裂纹长度的增加,下降速度变慢,变为5%。最后,通过与埃克森美孚公司提出的两种不同的拉伸应变容量预测模型的对比分析,发现本文提出的方法与第一类评估模型中水平三的评估结果之间的差异最小,在15%以内,验证了本文中提出的方法的准确性,为今后环焊缝接头拉伸应变容量模型的应用提供了参考。

关键词：单边缺口拉伸试样拘束效应断裂韧性基于应变的设计

喷丸强化7475-T7351铝合金的小裂纹行为和寿命预测

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

航空学报 2010年第3期31卷 519-525页

作者：陈勃高玉魁吴学仁马少俊北京航空材料研究院北京100095

对7475-T7351铝合金进行了喷丸强化和未喷丸(机械加工后抛光)单边缺口拉伸(SENT)试样的小裂纹扩展行为试验研究,利用权函数法(WFM)和叠加原理分析计算了三维表面小裂纹在外加载荷和残余应力场联合作用下的应力强度因子(SIF),并将其加入... 详细信息

对7475-T7351铝合金进行了喷丸强化和未喷丸(机械加工后抛光)单边缺口拉伸(SENT)试样的小裂纹扩展行为试验研究,利用权函数法(WFM)和叠加原理分析计算了三维表面小裂纹在外加载荷和残余应力场联合作用下的应力强度因子(SIF),并将其加入到基于裂纹闭合的小裂纹扩展分析程序FASTRAN3.9中,采用该程序预测了均布外载荷σmax=160MPa、R=0.06下,喷丸强化和未喷丸SENT试样自然萌生裂纹扩展的a-N曲线。研究发现喷丸强化残余压应力对疲劳小裂纹扩展速率的降低是疲劳寿命延长最主要的原因,采用基于裂纹闭合的小裂纹扩展分析方法能够较好地定量描述喷丸强化的疲劳延寿作用。

关键词：喷丸单边缺口拉伸试样残余应力应力强度因子疲劳寿命预测

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于拘束的X80钢裂纹扩展阻力曲线构建

焊接学报 2018年第4期39卷 31-35页

作者：贾鹏宇荆洪阳徐连勇韦晨天津大学材料科学与工程学院天津300072 天津市特种设备监督检验技术研究院天津300192

对于管道中的裂纹,由于其裂纹尖端拘束水平低,使用单边缺口弯曲试样、紧凑拉伸试样所测得的裂纹扩展阻力曲线对管道进行断裂评估,得到的结果趋于保守.文中采用裂纹深度不同的单边缺口拉伸试样,探讨了裂纹深度对裂纹扩展阻力曲线的影响.... 详细信息

对于管道中的裂纹,由于其裂纹尖端拘束水平低,使用单边缺口弯曲试样、紧凑拉伸试样所测得的裂纹扩展阻力曲线对管道进行断裂评估,得到的结果趋于保守.文中采用裂纹深度不同的单边缺口拉伸试样,探讨了裂纹深度对裂纹扩展阻力曲线的影响.采用有限元分析,计算了裂纹深度不同的单边缺口试样的裂纹尖端拘束水平.最后,基于裂纹尖端的拘束水平,所构建的裂纹扩展阻力曲线能更加准确地表征管道中裂纹的扩展阻力曲线.

关键词：裂纹扩展阻力曲线单边缺口拉伸试样 X80管线钢裂纹尖端拘束