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在柴油机曲轴、连杆等关键零部件的可靠性设计和失效评估中,断裂韧性及疲劳裂纹扩展门槛值分别是衡量材料抵抗裂纹失稳扩展和裂纹开始扩展的重要指标.但是,对于高韧性合金材料,难以通过常规试验所推荐的厚度确定平面应变断裂韧性,而门槛值的测定通常不但非常耗时,且难以直接应用于不同循环特性的实际结构.本文针对高韧性合金钢34CrNi3MoA,提出一种将断裂韧性和疲劳裂纹扩展门槛值试验合二为一的试验方法,即用同一个试件可以同时测定门槛值和断裂韧性.利用断裂韧性关于试件厚度的渐近特性,以几种较薄试件的试验,确定平面应变状态下的断裂韧性.试验结果还表明,裂纹扩展门槛值的试件厚度依存性可以忽略,并给出了任意循环特性(应力比)下的门槛值计算公式. 相似文献
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超声疲劳试验方法及其应用 总被引:7,自引:0,他引:7
超声疲劳是一种加速的疲劳试验方法,它的测试频率(20kHz)远远超过了常规疲劳测试频率(小于200Hz).超声疲劳试验研究表明50^#车轴钢和40Cr钢直到10^10个应力循环后仍会发生疲劳断裂,并不存在常规疲劳试验曲线所示的“疲劳极限”,因此用10^7周次的疲劳试验数据进行疲劳强度设计并不安全.50^#车轴钢和40Cr钢超声疲劳性能优于常规疲劳性能.扫描电镜分析表明,超长寿命阶段50^#车轴钢裂纹萌生于次表面夹杂.介绍了超声疲劳试验系统、工作原理及超声疲劳试样的设计. 相似文献
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40Cr钢疲劳裂纹萌生寿命的测量 总被引:7,自引:0,他引:7
用系统分析的方法,通过三点弯曲疲劳试验,分别跟踪监测了40Cr钢及它的两种表面处理试样疲劳损伤过程,得出了40Cr钢经过两种表面处理对其疲劳裂纹萌生寿命有显著影响的结果,提出了对疲劳裂纹萌生寿命测量的一种新方法。 相似文献
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爆炸处理提高16Mn钢疲劳性能 总被引:5,自引:0,他引:5
1.引言为了改善焊接残余应力的分布,国外已开始采用爆炸法调整内应力以代替花费昂贵的退火处理.焊接试件经过合理的爆炸处理,室温空气介质中10~6次疲劳持久强度有明显提高:18Ni马氏体时效钢提高40%;0.12%C、0.52%Mn、0.3%Mo钢提高50%;中强度Al-Zn-Mg合金提高20%.但是,实际构件中常存在裂纹样的宏观缺陷,为了进行损伤容限设计和安全寿命估算,必须了解爆炸处理对宏观缺陷有何影响?经处理后,自缺陷处开始疲劳裂纹扩展的门槛限以及裂纹扩展速率有什么变化?本文对上述问题进行了研究,并就爆炸处理提高疲劳性能的原因作了讨论. 2.疲劳试验及爆炸处理简介试验选用16Mn热轧正火钢板,板厚28mm,疲劳 相似文献
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通过球棒滚动接触疲劳(RCF)试验机,研究了Cr4Mo4V轴承钢在4050润滑油润滑和0.18滑滚比条件下的滚动接触疲劳和磨损性能.结果表明:Cr4Mo4V钢的应力-寿命(S-N)曲线数据分散性较大,疲劳寿命随着应力增加呈下降趋势.Cr4Mo4V钢滚动接触磨损主要为磨料磨损,黏着磨损和疲劳磨损,随着应力和时间增加磨损体积增加,滚道凹槽深度达到17μm.通过光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察试样棒剖面与滚道交界处疲劳裂纹,发现疲劳破坏类型主要有两种:起源于表面的剥落(SOF)和起源于白蚀区的剥落(WSF).通过滚道径向切割抛光酸蚀显示Cr4Mo4V钢滚动接触疲劳影响区,随着应力和循环接触次数的增加,在次表层依次发现黑蚀区(DER)、白蚀区(WEA)和蝴蝶组织(BW).表面碳化物的剥落坑,黏着磨损和疲劳磨损的凹坑导致了表面起裂、白蚀区和蝴蝶组织中的碳化物和夹杂导致微裂纹的产生,链状碳化物使裂纹往深处扩展. 相似文献
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考察了JZ钢微动疲劳性能以及微动频率和接触压力等因素对微动疲劳寿命的影响,采用宏观力学试验与微观分析结合的方法探讨了JZ钢微动疲劳裂纹的萌生和扩展机制. 相似文献
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16MnR钢循环蠕变-疲劳交互作用损伤力学模型 总被引:8,自引:0,他引:8
应力控制模式下出现的循环蠕变现象,将和疲劳一起加速材料的损伤.在进行损伤评估的时候,需兼顾循环蠕变和疲劳的影响.在循环蠕变本构模型、延性耗散理论的基础上,建立循环蠕变疲劳交互作用损伤力学模型.进行16 MnR钢420℃下应力控制的脉动循环试验,选取一种新的损伤参量“等效模量”来描述循环蠕变和疲劳的综合作用,得到16 MnR钢420℃脉动循环时循环蠕变疲劳交互作用下的损伤演化估算表达式和寿命预测方法.通过试验验证,寿命预测结果与试验结果吻合较好. 相似文献
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曲率半径对车轮滚动接触疲劳性能的影响 总被引:2,自引:0,他引:2
滚动接触疲劳和磨损是铁路轮轨损伤的主要问题.本文中应用赫兹接触理论,在JD-1型轮轨模拟试验机上,通过改变试验冲角,研究了干态工况下曲率半径对车轮钢滚动接触疲劳性能的影响,并用光学显微镜和扫描电子显微镜观察车轮试样剖面与磨痕表面交界处的疲劳裂纹,分析不同曲率半径条件下车轮的滚动接触疲劳机理.结果表明:由于加工硬化的作用试验后所有试样的硬度均有提高;随着曲率半径的减小,车轮钢的磨损量增大,塑性流变层增厚且不均匀,车轮试样疲劳裂纹扩展加剧;裂纹在交变应力作用下容易继续向下扩展,从而形成严重的疲劳破坏. 相似文献
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汽车大梁钢的疲劳性能是影响其产品总体质量的重要指标.以一种新型汽车用大梁钢产品WL510为研究对象,采用高频疲劳试验研究了6mm厚度和8mm厚度两种不同规格试样的疲劳行为,详细说明了试验准备过程和试验方法,给出了各自不同存活率下的P-S-N曲线.结果表明,两组试验结果仍有较小的差距,在50%存活率下,平均疲劳强度相差9 MPa,随着失效概率的降低,该差距有不断收敛缩小的趋势.较厚试样疲劳强度较低,相关系数较小,而偏差较大.分析了试样宏观尺寸对疲劳极限的影响机理和导致该试验现象的原因. 相似文献
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从总循环应变能的角度出发, 提出了一个新的疲劳寿命计
算模型, 通过对30CrMnSiA 钢和AISI 4340钢两种材料的的疲劳寿命计算, 并与相
关实验数据对比, 证明了该模型计算疲劳寿命较为准确. 相似文献
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磨损加疲劳载荷下的协同疲劳行为 总被引:1,自引:0,他引:1
自行研制的摩擦磨损装置与轴向疲劳试验机相互配合,实现GDL-1钢试样在疲劳应力(240~280 MPa)及接触载荷(30 N)作用下摩擦磨损疲劳试验.通过对磨损层厚度的分析,研究试样承受摩擦磨损载荷及拉压疲劳载荷双重作用下的疲劳寿命变化,用SEM扫描电镜观察分析次表层内疲劳裂纹扩展的演变过程,并采用Hertz线弹性理论和Smith接触理论计算分析摩擦表面以下切应力值.结果表明:在磨损疲劳载荷作用下,形变层的流变作用将显著影响疲劳小裂纹扩展方向,渐趋于切应力方向,从而提高试样疲劳寿命.在此基础上,建立了在摩擦磨损疲劳载荷下疲劳裂纹扩展模型.此外,计算可知在距表层深度0.03 mm处切应力最大,0.18 mm以内材料产生塑性变形,导致形变层的形成. 相似文献
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引言北海的大部分近海结构都是由管状钢构件组成,这些结构的使用期限主要取决于焊接节点的疲劳持久度,为了试图定量确定这些寿命的控制参数,从而给设计者提供必要的数据,在英国进行了一个有关大尺寸管节点的疲劳试验计划,该计划的四个主要部分是: 1.焊接管节点的应力分析;2.在空气中焊接管节点的疲劳试验;3.在空气中和海水 相似文献
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正交异性钢桥面板疲劳验算时的结构分析 总被引:2,自引:0,他引:2
正交异性钢板面板直接承受车辆轮荷载的反复作用,容易疲劳开裂,因此疲劳验算是钢桥面板设计中的一项重要任务,疲劳验算首先要涉及应力分析,本文对钢桥面板在一辆重型货车作用下的应力状况进行了现场试验研究,根据试验结果提出简化实用的结构分析模型,在该模型的基础上,结合应用有限元数值计算,能在理论上很好的掌握钢桥面板的应力状况。 相似文献
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焊接接头材质和力学非均匀体低周疲劳特性研究 总被引:10,自引:0,他引:10
焊接接头是由母材区、热影响区和焊缝组成的材质和力学性质非均匀体,与均匀材料相比,有关非均匀体低周疲劳特性的研究还相当少,许多问题尚未完全搞清.本文通过16MnR压力容器用钢焊接接头的应变控制低周疲劳试验,采用宏观试验与微观分析相结合的方法,考虑了焊接接头材质和力学非均匀性的影响,对其疲劳特性进行了较为深入的研究,得出一些新的十分有意义的结论. 相似文献