压力容器高应变区应变疲劳裂纹扩展试验研究

针对压力容器几何结构不连续高应变区断裂和疲劳破坏特点,本文通过对应变循环条件下疲劳裂纹扩展影响因素和控制参量的理论分析,提出将△J作为应变循环条件下疲劳裂纹扩展速率的控制参量,并在EPRI弹塑性断裂分析工程方法基础上,提出了△J的工程计算方法,并通过模拟应变疲劳裂纹扩展的SCT试样试验,验证了△J工程计算方法的可靠性,根据SCT试样应变疲劳裂纹扩展试验研究结果,在考虑了压力容器高应变区几何形状和材质变化对应变疲劳裂纹扩展参量影响后,提出了一种压力容器高应变区应变疲劳裂纹扩展速率工程估算方法。     

300MW锅炉汽包接管角焊缝缺陷安全评定

运用我国“压力容器缺陷评定规范”CVDA-1984及英国“Guide on methods for assessing the acceptability of flaws in metallic structures”BS7910-1999,对300MW锅炉汽包接管缺陷安全性进行评定。汽包接管缺陷评定所需的汽包各运行工况温度场、应力场,通过有限元计算获得。评定结果表明：在设计工况下的30年服役期内,该锅炉汽包接管现有缺陷不会引发一次性脆性断裂,汽包现有缺陷扩展不会对安全运行构成威胁,汽包现有缺陷可不进行返修处理而继续安全运行。     

地震载荷对反应堆压力容器疲劳分析的影响

本文以某核电厂为例,分别依据ASME规范和RCC-M规范,采用有限元软件ANSYS对反应堆压力容器的疲劳行为进行分析计算．在两类规范中,疲劳分析的一个重要差异体现在地震载荷与其他瞬态载荷的组合方式上,因此,本文着重关注地震载荷在压力容器疲劳分析中的影响．疲劳评定主要包括以下步骤：压力容器模型的建立、瞬态计算和疲劳分析．RCC-M规范对地震载荷的处理方式相对保守．但由于地震载荷对压力容器疲劳分析的影响有限,所以两种规范的疲劳评定结果十分相似．最终的疲劳评定结果显示,压力容器的一次加二次应力辐值和累计疲劳使用系数都满足ASME和RCC-M规范中的要求．     

疲劳多裂纹问题研究进展

介绍了近十年来颇受关注的疲劳多裂纹(MFC)问题的研究．其研究的对象主要是长寿命承力结构，尤其是老龄飞机；目的是建立疲劳多裂纹问题裂纹扩展的计算模型和含疲劳多裂纹结构的失效准则．该研究为长寿命承力结构的疲劳可靠性评定奠定了基础．     

缺口试件脆断的临界拉应力准则

引言一些工程结构,如船舶、桥梁、透平发电机、结构钢架、压力容器、输油输气管道等都发生过意料不到的脆性断裂现象。所谓脆断是指结构在外加载荷低于全面屈服载荷之前由于结构出现快速扩展的裂纹而造成的破坏。由于破坏时变形量很小,破坏很突然,因而危害性很大。工程结构的脆断通常是因为结构上存在缺陷或预裂纹,从这些应力集中的地方产生快速扩展裂纹所造成 ...     

抽油杆杆体及过渡段的剩余寿命研究

本文通过抽油杆材料疲劳裂纹扩展速率及抽油杆工作载荷的研究，对抽油杆杆体及过渡段存在表面缺陷时的剩余寿命进行了分析、推导、计算，得到了便于工程应用的剩余寿命图线，为抽油杆缺陷评定提供了依据。     

高应变区断裂分析的计论

引言1.高应变区的断裂力学分析,对于诸如压力容器、焊接结构、高温下的稳态蠕变裂纹扩展,以及应变疲劳裂纹扩展等具有十分重要的意义.国内外目前在进行压力容器的高应变区裂纹分析时,均采用了裂纹尖端张开位移(COD)方法.早期的试验是在英国焊接研究所进行的,他们用了 ...     

基于GABP的压力容器表面裂纹断裂研究

压力容器在长期运行过程中表面裂纹问题难以避免,进行基于断裂分析的安全评估对压力容器的稳定运行具有较强的现实意义.针对二维J-积分理论难以应用于表面半椭圆裂纹,数值模拟耗时冗长的问题,论文提出一种采用三维J-积分量化压力容器表面裂纹尖端应力强度,再结合神经网络进行预测的安全评估方法.通过有限元方法计算了1200例不同几何尺寸、裂纹尺寸和内压载荷的含表面裂纹的压力容器问题,分析了半椭圆裂纹尖端三维J-积分结果,构建修正系数F表征材料性能、裂纹尖端奇异性以及容器几何特征对三维J-积分的影响.基于生成的机器学习数据集,搭建反向传播神经网络(BPNN)模型,采用遗传算法优化,形成GABPNN预测模型.结果表明：BPNN和GABPNN模型预测精度高达96%以上,在未知数据上亦可以取得较为准确的结果,可以高效地预测裂纹尖端三维J-积分,对于实现计算机辅助压力容器安全性现场快速评定提供新的思路和方法.     

金属材料疲劳损伤的宏细观理论

工程结构的疲劳损伤发展过程经历了由初始缺陷的形成、裂纹的稳态扩展直到最后失效的不同发展阶段,通常疲劳损伤的演化可以概括为以下几个阶段:(1) 亚结构和微观结构的变化引起永久损伤的形成,产生微观裂纹;(2) 微观缺陷的长大会合形成主裂纹;(3) 主裂纹稳态扩展;(4) 结构失稳或完全失效.首先论述了疲劳裂纹扩展的物理机制,并从细观和宏观两个方面总结了处理疲劳裂纹问题的最新研究成果,对位错力学在处理短裂纹扩展问题中的应用,以及无位错区(DFZ)在疲劳裂纹扩展中的作用进行了较详细讨论.      

共线裂纹体尺寸对应力强度因子的影响

本文在文献[1]的基础之上,用文献[2]中提出的奇异准谐调元,进一步对二维裂纹体几何尺寸对一对共线裂纹应力强度因子的影响进行了大量的数值计算和研究,给出了计算表格、拟合曲线以及经验公式,定量地分析了裂纹体几何尺寸对共线裂纹应力强度因子的影响。为工程中的裂纹体的脆性断裂分析与评定,提供了必要的计算依据。     

缺口试样疲劳短裂纹行为研究

采用复型方法对中碳结构钢单边钝缺口试样的非穿透和穿透疲劳短裂纹的演化过程进行了研究。结果表明：试样的疲劳破坏主要是由形成于缺口根部的表面短裂纹扩展引起的；形成穿透裂纹以前的短裂纹形成和扩展过程占试样疲劳寿命的７０％以上；线弹性断裂力学不适合于描述表面裂纹和穿透裂纹早期阶段的扩展特性；某些条件下，裂纹初始几何形状的影响是导致穿透裂纹早期扩展出现奇异特性的主要原因。     

双相钛合金材料疲劳问题研究进展

双相钛合金材料多样的微观组织结构特征,以及不可避免的内在缺陷,对材料疲劳裂纹萌生、扩展以及失效等多个阶段有着重要的影响．本文针对双相钛合金材料的疲劳问题,聚焦微观组织与几何缺陷效应,从试验和数值模拟两个角度,系统综述了双相钛合金材料在裂纹萌生以及扩展阶段的疲劳性能评估与寿命预测方面的最新研究成果．同时,针对微观细节丰富的片层组织,重点总结了片层组织与微观缺陷协同效应下的双态合金疲劳裂纹萌生问题,并对后续研究中的机遇与挑战进行了展望．     

疲劳裂纹扩展门槛值的研究进展

Ⅰ.引言 大量的研究和疲劳裂纹扩展的试验表明,对于存在一定尺寸裂纹及缺陷的材料或构件,只有当裂纹尖端的应力强度因子达到或超过某一值时,裂纹才会在交变应力的作用下扩展。当裂纹尖端的应力强度因子小于这一值时,裂纹在交变应力作用下不发生扩展。这个应力强度因子值,就是界限应力强度因予幅值△K_(th),在疲劳研究中称为裂纹扩展的门槛值。 门槛值△K_(th)和疲劳裂纹扩展速率da/dN一样,是反映带裂纹或缺陷构件抗疲劳性能的     

表面缺陷引发裂纹的疲劳寿命公式

前言构件表面往往存在各种宏观缺陷如压痕、划伤、蚀坑和焊接缺陷等.飞机在作战中会受到弹片的击伤,导弹操作使用中常遇到划伤.这些缺陷处存在应力集中,在交变载荷作用下将引发出疲劳裂纹.构件的疲劳寿命就等于宏观缺陷形成裂纹的寿命 N,加上裂纹扩展到临界尺寸时的寿命 N_f.因此,用断裂力学研究带表面缺陷的构件的使用寿命时,必须解决表面 ...     

关于表面裂纹的研究

1、表面缺陷形成表面裂纹的规律 10×60×340mm的板状拉伸试样在热处理前用劈形刃具压出ρ=0.03-2.7mm六种椭圆压痕。用三点弯曲法疲劳,R=K_(min)/K_(max)=0.15。不同曲率的试样形成疲劳裂纹的周次N_i和裂纹前端ΔK_I的关系见图1。以50万次不出现裂纹作为门槛值。     

可靠性设计中的疲劳裂纹扩展随机模型

首先导出了疲劳裂纹扩展的确定性方程，然后将疲劳裂纹扩展确定性方程随机化，导出了疲劳裂纹随机扩展的概率公式，并推导了疲劳裂纹随机扩展的置信限公式，最后，给出了二种材料疲劳裂纹随机扩展数据的处理结果。     

疲劳研究动态

人们对疲劳的研究已经有一百多年的历史。最初,有人发现用韧性金属做成的零件,在承受重复载荷时会发生一些脆性断裂,而同样的载荷在静力作用下并不发生破坏。以后,人们逐渐发现,在某些振动激烈反复加载严重的区域(如飞机发动机、操纵系统等)以及金属零件的接头,往往从开槽或孔洞处出现疲劳裂纹,从而增加了对疲劳现象的认识和对它的注意。      

一种镍基双晶材料疲劳裂纹扩展效应

对晶界平行裂纹和晶界垂直裂纹的双晶体进行三点弯曲疲劳实验，研究了双晶材料的疲劳裂纹扩展规律，测定了双晶的疲劳扩展速率，揭示了晶界对晶粒疲劳裂纹扩展的屏蔽效应：当裂纹距晶界某一特定长度时，裂纹扩展速率最快；而裂纹顶端交于晶界时，裂纹扩展速率最侵．进一步的晶体滑移有限元数值分析揭示了这种屏蔽效应的机理：晶界附近不协调的塑性变形，导致了裂纹尖端应力场的重新分布．     

分子动力学模拟含不同初始缺陷单晶镍的断裂行为与应力演化

断裂是一个跨尺度复杂的物理过程,对宏观尺度的断裂行为已有深入的研究和发展,然而对微观尺度的断裂行为及断裂过程中应力场的变化缺乏深入的理解。本文通过分子动力学模拟,研究了具有不同初始缺陷(尖锐裂纹、钝裂纹和孔洞)的单晶镍的断裂行为和应力分布特征。结果表明,不同的初始缺陷导致了不同的断裂机制、断裂强度和抗断裂性能。含初始孔洞的单晶镍样品有最高的断裂强度和最强的抗断裂性能,这与孔洞扩展过程中堆积层错的形成密切相关。其次是含初始钝裂纹的样品,在裂纹扩展过程中出现由[100]超位错发射引起的裂尖钝化;含尖锐裂纹的样品表现为脆性断裂,裂尖原子没有出现微结构的变化,其强度和抗断裂性能最低。此外,不同的初始缺陷也会导致断裂过程中应力分布的变化,对含有尖锐裂纹的脆性断裂试样,高应力(拉伸应力、平均应力和米塞斯应力)总是出现在扩展裂纹的裂尖。而对于含有钝裂纹或孔洞的韧性断裂试样,高应力不仅分布在裂尖,也分布在位错发射和堆积层错形成的区域,在裂纹/孔洞扩展之前,应力随着加载时间的增加而迅速增加,而一旦裂纹或孔洞开始扩展,应力增加非常缓慢或几乎不增加,但拉伸应力值始终大于平均应力和米塞斯应力值。这表明,在I型...     

高温疲劳表面短裂纹的分形研究

对2.25Cr-1Mo合金钢进行了高温疲劳实验，采用中断试验与复膜技术相结合的方法观测了试样表面疲劳短裂纹萌生，扩展及合体的演化过程，并用数据格子方法研究了含裂纹表面的分形特征。结果表明：疲劳短裂纹的萌生扩展行为具有分形特征，可以用分形理论加以描述；分形维数随着疲劳过程的继续而稳定地成比例增加；分形维数可以作为把握材料总体损伤状态的参数，可作为寿命评价的依据。