岩石蠕变及疲劳破坏过程和破坏极限研究

介绍了蠕变试验及疲劳试验与岩石破坏过程和普通的单轴压缩破坏过程之间相关性以及岩石的蠕变极限和疲劳极限的研究结果。     

多轴应力下蠕变疲劳交互作用

通过对不同应变保持时间下的拉压、扭转和拉扭组合高温疲劳试验，得到了多轴应力下蠕变疲劳交互作用的特性及断口的微观相图，并且提出了多轴应力状态下疲劳寿命的统一方程。     

保载时间对GH220合金周期持久断裂行为的影响

本文研究了在不同保载时间下GH220合金周期持久断裂行为。采用了二种热处理工艺(等温弯晶工艺和标准直晶工艺)。结果表明,在750,800,850及900℃,保载时间为0—32min及∞持久条件下,二种晶界状态的GH220含金都不符合线性累积损伤规则sum(Δt/t_r)+N_i/N_f=1。一般表现为明显地强化。实验表明,保载时间对GH220合金的周期持久断裂寿命有很大影响。随着保载时间的变化,断裂寿命出现一个最大值。当保载时间小于3min时有弱化的趋势。本文通过TEM,SEM及金相等手段,研究分析了保载时间严重影响GH220合金断裂寿命的微观机制并从位错组态、位错结构及滞弹性等角度解释保载时间影响GH220合金不同的周期持久强化程度。     

GH36合金持久缺口敏感性与蠕变和疲劳及其交互作用下的裂纹扩展速率

研究了GH36合金持久缺口敏感性对裂纹扩展速率的影响。结果表明:通过软化的热处理制度来改善材料的持久塑性达到消除持久缺口敏感性的目的,对在蠕变或以蠕变为主的应力条件下延缓裂纹的扩展具有重要意义;而在低周疲劳或以疲劳为主的应力条件下,裂纹扩展速率对强度敏感,而与材料是否存在持久缺口敏感性无关;提高强度可显著提高材料的抗低周疲劳裂纹扩展能力。为使材料在蠕变、疲劳以及蠕变疲劳交互作用下都只有高的抗裂纹扩展能力,应对材料进行强韧化。     

GH132合金盘材缺口对疲劳及蠕变/疲劳交互作用下的力学性能的影响

GH_(132)合金虽不具有持久缺口敏感性,但仍存在着低周疲劳的缺口敏感。蠕变/疲劳交互作用的断裂寿命曲线,无论是光滑还是缺口都具有一个最大值的“鼻子曲线”。在“鼻子”的上部合金存在缺口敏感性,而在“鼻子”的下部和“鼻子”区域,缺口试样寿命高于光滑试样寿命。本文提出涡轮盘材料的发展应在提高强度的同时,不断改善塑性,以达到“强韧化”的效果。     

流变行为影响接触疲劳的特征

通过对滚子接触疲劳试验数据的分析,探讨了润滑剂的流变行为对疲劳点蚀的影响。提出了裂纹扩展机制。表面裂纹的萌生期取决于弹性流体动力润滑的膜厚比。裂纹扩展速率取决于润滑剂的流变行为。用施加外载荷的方法验证了裂纹萌生和扩展中的弹流效应和流变效应。     

钢纤维对超高性能混凝土徐变损伤与失效行为的影响

为探明钢纤维对超高性能混凝土（UHPC）在高持久应力作用下的损伤与失效的影响,采用28天龄期的UHPC与普通混凝土试件开展了徐变损伤与失效试验。测试了各个试件加载全过程的轴向与环向应力应变,分析了其破坏模式、残余应变、徐变应变与名义泊松比。结合超声波无损检测与扫描电子显微镜手段,分析了UHPC内部微裂缝扩展与钢纤维与水泥基体的黏结损伤。结果表明：高持久应力的作用会导致UHPC与普通混凝土试件内部微裂缝扩展,引发构件横向膨胀,并最终导致构件破坏。UHPC中钢纤维的桥接约束效应可以很好地控制内部微裂缝扩展,从而限制了构件的横向膨胀。在持荷加载前,UHPC与普通混凝土具有类似的泊松比（0.18～0.19）;在持荷破坏时,UHPC的最大泊松比为0.28,而普通混凝土的最大泊松比达到0.6。当持久应力水平超过0.70 fc时,徐变损伤开始出现,具体表现为循环加载的强度与弹性模量下降。随着持久应力水平的提升,钢纤维与水泥基体的黏结出现损伤,钢纤维无法约束试件内部微裂缝的扩展,从而进一步加剧了试件损伤,甚至导致了试件的破坏。     

超塑性扩散焊接对 Ni60 喷熔层冷热疲劳性能的影响

对热喷熔层超塑性扩散焊接后的冷、热疲劳性能及其影响因素进行了研究。结果证明,超塑性扩散焊接可以促进涂层和基材元素间的相互扩散,从而提高了界面的接合强度和抗热疲劳性能。     

缺口对GH33A合金在复杂应力条件下力学行为的影响——高温合金力学冶金(11)

本文研究了缺口对GH33A合金在高温低周疲劳及劳疲/蠕变交互作用下的力学行为。结果表明:缺口使GH33A合金低周疲劳寿命缩短,其缩短的程度随缺口尖锐程度的增加而加剧。低周疲劳高应力时,保载时间的作用引入了蠕变分量,促使低周疲劳寿命Nf降低。在低周疲劳固定最大应力,改变最小应力而造成蠕变/疲劳交互作用情况下,其断裂寿命在一定条件下具有最大值,断裂机制可由纯疲劳断裂逐步转化为纯蠕变断裂,其程度主要决定于蠕变应力(或疲劳应力)分量所占比例的大小。     

LY12铝合金疲劳短裂纹扩展异常性的研究

本文证实了 LY12铝合金中物理短裂纹扩展异常性.实验指出,由于闭合效应,引起长、短疲劳裂纹尖端扩展驱动力的不同是造成扩展异常性的主要原因.认为采用有效应力强度因子幅△K_(eff)作为裂纹扩展驱动力是适宜的.本文还讨论 U 值(U=△K_(eff)/△K)的概念,以及 R 和△K 对 U 值的影响.     

时效对Ni-Cr奥氏体钢高温低周疲劳破坏的影响

本文介绍了时效对Ni-Cr奥氏体不锈钢高温低周疲劳破坏的影响,并用裂纹密度、晶界开裂率等定量方法和断口金相分析法,讨论了晶界时效析出物对大气和真空中高温低周疲劳寿命N_f和疲劳行为具有不同影响趋势的原因,以及该影响与晶粒大小的依存关系。     

18Cr2Ni4WA钢的组织特征尺寸与其疲劳极限

研究了１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ钢的奥氏体实际是精度和马氏体束径对其疲劳极限的影响．结果表明，这种钢的疲劳极限σｗ与其原奥氏体晶粒度或马氏体板条束径尺寸ｄ的关系为σｗ＝Ｃ＋ｋｄ（－１／２）（Ｃ，ｋ均为常数）；马氏体束径ｄＭ和原奥氏体晶粒度ｄＡ之间的关系为ｄＭ（－１／２）＝Ｃ＋ｄＡ（－１／２）．通过测量钢的组织特征尺寸估算其疲劳性能．     

舌针的冲击疲劳失效研究

应用加速疲劳试验方法和可靠性统计原理,研究了受三角冲击作用的舌针的疲劳失效。结果表明,舌针的冲击疲劳失效特征和寿命差异与针身的形状、针踵位置和针的重量等因素有关。     

晶体取向对镍基单晶DD6合金蠕变性能的影响

针对航空发动机镍基单晶涡轮叶片高温服役下蠕变寿命的取向敏感性难题,开展了DD6单晶合金[001]、[011]与[111]3种典型取向在980℃下的蠕变试验,获得了服役温度下单晶合金的蠕变寿命、伸长率,均为[111]取向＞[001]取向＞[011]取向;通过对蠕变过程中微观组织演化以及蠕变断裂后断口形貌进行分析,揭示了不...     

氢蚀程度对钢疲劳断裂性能的影响

研究了国产钢经不同温度和时间氢暴露后的力学性能、疲劳性能和断裂韧性，用扫描电镜证实了氢蚀后断裂机制发生了变化。研究表明：随氢蚀程度增加，２０Ｇ钢抗拉强度和塑性降低明显，ＣｒＭｏ钢抗拉强度略有降低，塑性变化不大。氢蚀使２０Ｇ钢的门槛值有一个最小值，而断裂韧性随氢蚀程度升高而降低，在氢蚀程度较低时，断裂韧性下降程度大；在氢蚀程度较高时，断裂韧性下降程度变缓。碳钢的疲劳性能变化是由于材料损伤作用和氢蚀造     

腐蚀环境对TC21钛合金疲劳行为的影响

基于飞机零部件在服役过程中因腐蚀导致疲劳断裂的问题,采用疲劳试验机、扫描电子显微镜对TC21钛合金在两种腐蚀环境以及室温空气环境下的疲劳进行了研究。结果表明,相同环境下随着应力降低,合金晶体内部位错累计能量速率减缓,合金疲劳寿命增加。同等应力条件下,3.5%NaCl水溶液环境下合金疲劳寿命最低,油箱积水环境下次之,室温空气环境下合金疲劳寿命最高。当应力较低时,差异更为显著。腐蚀环境下试样疲劳寿命较低,主要原因在于合金与溶液中离子发生反应形成大量腐蚀产物,促进裂纹萌生、加速裂纹扩展。     

微量元素Mg对GH698高温合金蠕变疲劳及其交互作用的影响和机制的研究

本文研究指出,微量元素Mg能大幅度地提高GH698合金的蠕变断裂时间及断裂塑性,在不明显影响最小蠕变速率条件下延长蠕变第二和第三阶段的持续时间。Mg对高温1Hz下的拉压对称疲劳无影响,但一旦存在疲劳蠕变交互作用,Mg的有利作用就显示出来了。AES分析了Mg在蠕变过程中行为,在无应力条件下晶界偏聚的Mg,在蠕变应力作用下,晶界Mg偏聚先均匀化,再向蠕变孔洞富集,同时有减少S偏聚的倾向,导致减慢蠕变孔洞长大速率,延长蠕变第二和第三阶段。     

Effect of Thermal Cycling Rate on Thermo-Mechanical Cycling Strain Overlapping of a Fe-Ni-Cr Alloy

利用专门设计的热循环装置进行热机械循环迭加试验．研究表明热循环速率对热应变过程有密切依赖关系．快速热循环引起热应变途径偏离线性变化规律，并推迟了达到最大热应变过程．选择合理的最大热循环速率，以保证热循环应变与机械循环应变的线性变化关系．循环应力、应变及温度对时间的关系曲线表明，在热循环与机械循环同相与反相迭加条件下，在接近热循环上限值的高温范围出现热循环软化现象．这是两种热机械循环应力应变迭加方式所共有的特征行为．这一结果可由本文作者已发表的微观结构分析予以解释     

基于弹性计算的铝合金活塞低循环疲劳寿命预测

为了研究内燃机铝合金活塞在高温蠕变影响下的低循环疲劳寿命,以柴油机铝合金活塞弹性有限元计算所得的名义应力,应变为基础,利用Ｎｅｕｂｅｒ原则计算其真实弹生应力应变。     

原始组织对Fe—14Mn—5Si—9Cr—5Ni合金形状记忆效应的影响

采用不同的预处理工艺，在Ｆｅ－１４Ｍｎ－５Ｓｉ－９Ｃｒ－５Ｎｉ合金的原始组织中，引入不均匀的全位错、回复亚晶、α′马氏体和化合物相来强化母相奥氏体，测试了合金在不同组织状态时的形状记忆效应．结果表明：对母相奥氏体的强化，能有效抑制预应变时奥氏体的不可逆塑性变形，从而使合金的回复应变和形状回复率显著提高