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Subcritical Crack-Growth and Lifetime Behavior of Glass and SiC under Static Load
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作者 Yiwang BAO, Qisheng FAN and Shengbiao SU China Building Materials Academy, Beijing 100024, China 《Journal of Materials Science & Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2001年第6期620-624,共5页
Crack initiation and subcritical crack growth in glass sheet and SIC bar specimen under static loading were investigated to study the failure process. It has been demonstrated that the lifetime ... Crack initiation and subcritical crack growth in glass sheet and SIC bar specimen under static loading were investigated to study the failure process. It has been demonstrated that the lifetime process of brittle materials involves three possible forms of crack growth: subcritical crack growth, partly subcritical crack growth and instantaneous fracture without subcritical crack growth. Curves of ν-K obtained in step-by-step static fatigue tests and in constant loading rate tests showed different trends for borosilicate glass sheet. α-SiC that is generally considered immune to mechanical fatigue effect and environmental attack was also tested under static loading and the lifetime was measured. The results showed that the threshold load to damage effect was over 80% of the initial strength for the SiC. 展开更多
关键词 TIME SIC Subcritical crack-growth and Lifetime Behavior of Glass and SiC under Static Load
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EH36和EH690异种钢焊接接头疲劳裂纹扩展行为研究
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作者 郭世豪 高旭东 邵永波 《机械强度》 北大核心 2026年第1期63-71,共9页
【目的】EH36和EH690高强钢在海洋平台结构中应用广泛,但其异种钢焊接接头抗疲劳能力较差、易引发疲劳断裂破坏,针对该焊接接头在不同应力比下的疲劳裂纹扩展行为及寿命特性展开研究,为海洋钢结构的抗疲劳设计及安全性评估提供理论依据... 【目的】EH36和EH690高强钢在海洋平台结构中应用广泛,但其异种钢焊接接头抗疲劳能力较差、易引发疲劳断裂破坏,针对该焊接接头在不同应力比下的疲劳裂纹扩展行为及寿命特性展开研究,为海洋钢结构的抗疲劳设计及安全性评估提供理论依据。【方法】首先,采用熔化极气体保护焊工艺制备EH36和EH690异种钢焊接接头,并加工标准紧凑拉伸试件。其次,针对焊缝、热影响区及EH36母材,在三级应力比(R=0.1、0.3、0.5)下分别开展疲劳裂纹扩展试验。再次,基于试验数据计算不同工况下的疲劳裂纹扩展速率,并采用Paris公式拟合获取材料常数C、m。最后,结合扫描电子显微镜对疲劳断口微观形貌进行特征分析。【结果】结果表明,在裂纹长度扩展距离相同时,疲劳循环周次随材料屈服强度的增加而增大;热影响区存在的焊接残余拉应力提高了循环应力中的平均应力水平,从而增大了疲劳裂纹扩展速率,降低了构件疲劳寿命;断口表面呈准解理断裂特征。 展开更多
关键词 EH36钢 EH690钢 应力比 疲劳裂纹扩展 微观形貌
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CFRP修复钢Ⅰ/Ⅱ混合型裂纹扩展研究进展及展望
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作者 高立 邓宗才 《工程力学》 北大核心 2026年第1期11-27,共17页
钢结构在循环荷载作用下往往会发生疲劳破坏。由于结构的复杂性和荷载形式的复合性,往往会使钢结构产生Ⅰ/Ⅱ混合型裂纹,且疲劳裂纹修复一直是钢结构疲劳研究的热点。碳纤维增强聚合物复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)... 钢结构在循环荷载作用下往往会发生疲劳破坏。由于结构的复杂性和荷载形式的复合性,往往会使钢结构产生Ⅰ/Ⅱ混合型裂纹,且疲劳裂纹修复一直是钢结构疲劳研究的热点。碳纤维增强聚合物复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)在修复钢结构中有诸多优势和良好的应用前景,目前的研究主要集中于Ⅰ型裂纹的修复,但对于Ⅰ/Ⅱ混合型裂纹扩展及其修复的研究比较少。为此,从疲劳裂纹扩展、裂纹扩展速率和等效应力强度因子的计算方法方面报道了混合模态下钢材的裂纹扩展研究现状;重点阐述了CFRP修复混合型裂纹扩展现状,分析了CFRP基础材性、CFRP-钢界面粘结性能和不同裂纹角度等因素对混合裂纹修复的性能影响;基于目前的研究现状对CFRP修复钢结构在疲劳荷载作用下混合型裂纹扩展的应用前景和研究重点进行了展望。 展开更多
关键词 结构工程 混合裂纹 CFRP 裂纹扩展速率 等效应力强度因子 界面性能
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热变形过程中孔隙缺陷演变及裂纹修复机理研究
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作者 焦永星 李震龙 +3 位作者 朱雪彤 陈慧琴 董国磊 周峰威 《塑性工程学报》 北大核心 2026年第1期207-213,共7页
通过对设置好孔洞的试样进行热模拟压缩实验,研究不同变形量和应变速率对孔隙缺陷闭合的影响规律,并对变形后试样进行不同温度和时间的保温,分析保温条件对裂纹修复的影响,揭示了修复机理。结果表明:随着变形量增加,孔洞逐渐闭合,变形... 通过对设置好孔洞的试样进行热模拟压缩实验,研究不同变形量和应变速率对孔隙缺陷闭合的影响规律,并对变形后试样进行不同温度和时间的保温,分析保温条件对裂纹修复的影响,揭示了修复机理。结果表明:随着变形量增加,孔洞逐渐闭合,变形量增加到25%时,孔洞基本闭合,留下一条明显裂纹。裂纹修复程度随变形量增大和应变速率降低而提高。变形量增大到50%时,裂纹修复带越来越窄,但依然存在许多呈线性分布的微小孔洞。只有对变形后试样进行高温条件下的保温,才能彻底修复裂纹,1200℃保温10 h后可恢复到与基体材料一致,修复机理主要为再结晶与晶粒长大。 展开更多
关键词 热变形 孔隙缺陷 裂纹修复 再结晶 晶粒长大
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基于标准试样的裂纹扩展分析方法对比研究
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作者 姜昊 杨荣 +1 位作者 邹鹏 冯浩凌 《热加工工艺》 北大核心 2026年第2期214-219,共6页
裂纹扩展分析是损伤容限分析的重要内容,对飞机结构安全有重要的意义。研究了Paris、Forman、Walker和NASGRO等4种不同裂纹扩展分析方法,并给出了适用性说明。通过研究不同裂纹扩展速率模型,分别采用文献数据和材料试验拟合数据,利用快... 裂纹扩展分析是损伤容限分析的重要内容,对飞机结构安全有重要的意义。研究了Paris、Forman、Walker和NASGRO等4种不同裂纹扩展分析方法,并给出了适用性说明。通过研究不同裂纹扩展速率模型,分别采用文献数据和材料试验拟合数据,利用快速积分法进行理论裂纹扩展分析,并与标准试样裂纹扩展试验结果进行对比。结果表明:Paris、Forman、Walker模型分析结果不保守,Walker为最小偏离模型,NASGRO裂纹扩展分析模型有一定的保守性。该结论对裂纹扩展分析方法的选用、材料数据的拟合具有指导意义。 展开更多
关键词 裂纹扩展 损伤容限 标准试样 铝合金2024-T351 快速积分法
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基于DIC的疲劳裂纹张开载荷影响因素研究 被引量:1
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作者 龚宝明 刘昊 +1 位作者 张文强 邓彩艳 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第6期576-582,共7页
疲劳裂纹闭合效应对结构疲劳寿命预测精确度有重要影响,如何确定疲劳裂纹扩展时张开载荷的变化规律是疲劳研究的重要课题之一.针对DH36钢,使用数字图像相关(DIC)技术获得裂纹尖端位移场,通过全场位移拟合法得到了不同裂纹长度的三点弯曲... 疲劳裂纹闭合效应对结构疲劳寿命预测精确度有重要影响,如何确定疲劳裂纹扩展时张开载荷的变化规律是疲劳研究的重要课题之一.针对DH36钢,使用数字图像相关(DIC)技术获得裂纹尖端位移场,通过全场位移拟合法得到了不同裂纹长度的三点弯曲(SENB)试样的裂纹尖端有效张开载荷,分析了影响拟合效果的因素,并获得张开载荷随裂纹长度和表面减薄的变化关系.最终通过裂纹扩展速率试验验证了全场位移拟合法所确定张开载荷的准确性.结果表明:DH36钢的疲劳裂纹张开载荷随裂纹长度的增加而增大,表面减薄试样的张开载荷显著低于未减薄试样. 展开更多
关键词 裂纹闭合 疲劳裂纹张开载荷 数字图像相关 疲劳裂纹扩展速率
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抗撕裂改性剂EN-01对天然橡胶/丁苯橡胶并用胶性能的影响 被引量:2
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作者 刘豫皖 李超凡 +2 位作者 宋文涛 靳政 樊斌斌 《橡胶科技》 2025年第3期143-145,共3页
研究抗撕裂改性剂EN-01对天然橡胶/丁苯橡胶并用胶性能的影响。结果表明:加入0.6份抗撕裂改性剂EN-01后,胶料的F_(L)增大,F_(max)减小,t 90延长,拉伸强度略降低,拉断伸长率、撕裂强度、抗切割性能和抗裂口增长性能明显提高,生热降低。
关键词 天然橡胶 丁苯橡胶 抗撕裂改性剂 物理性能 抗切割性能 抗裂口增长性能
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含多裂纹缺陷的高压容器疲劳特性分阶段研究 被引量:2
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作者 高耀东 王鑫鑫 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期5-9,14,共6页
共面多裂纹是高压容器中常见的缺陷,由于多裂纹之间的相互作用,裂纹在不同生长阶段会对容器使用寿命和安全性产生不同的影响。因此联合ABAQUS和FRANC3D有限元分析软件开展了高压容器在不同间距条件下共线三裂纹应力强度因子和疲劳寿命... 共面多裂纹是高压容器中常见的缺陷,由于多裂纹之间的相互作用,裂纹在不同生长阶段会对容器使用寿命和安全性产生不同的影响。因此联合ABAQUS和FRANC3D有限元分析软件开展了高压容器在不同间距条件下共线三裂纹应力强度因子和疲劳寿命变化规律,以及裂纹扩展样貌的分阶段研究。结果表明,在不同间距条件下,共线多裂纹在不同生长阶段其应力强度因子和疲劳寿命以及裂纹扩展样貌具有明显的变化规律,研究确定了多裂纹相互作用距离阈值和融合后正常扩展距离阈值,由此解析了高压容器疲劳性能与多裂纹缺陷不同生长阶段之间的内在关联。该研究成果为高压容器共线多裂纹缺陷分阶段安全评估提供重要理论依据和方法。 展开更多
关键词 压力容器 裂纹扩展 应力强度因子 寿命预测 有限元分析
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车轴表层残余应力模拟及其对裂纹扩展行为的影响
9
作者 杨冰 吕培锦 +4 位作者 黄勉 徐艳晖 肖守讷 阳光武 朱涛 《机械工程学报》 北大核心 2025年第18期230-239,共10页
车轴是轨道交通车辆走行部的重要组成部件,其疲劳与断裂性能事关铁路运营安全。为提高车轴强度,特别是疲劳强度,通常会对车轴进行淬火、滚压、喷丸等表面强化处理,引入表层残余压应力,以提高车轴抗疲劳断裂性能。为探究表层残余应力对... 车轴是轨道交通车辆走行部的重要组成部件,其疲劳与断裂性能事关铁路运营安全。为提高车轴强度,特别是疲劳强度,通常会对车轴进行淬火、滚压、喷丸等表面强化处理,引入表层残余压应力,以提高车轴抗疲劳断裂性能。为探究表层残余应力对车轴裂纹扩展行为及疲劳寿命的影响,利用ABAQUS及其关联子程序,模拟强化工艺处理后引入的残余应力,并在轮轴过盈配合、旋转弯曲载荷共同作用下,通过扩展有限元法对裂纹萌生后的扩展行为进行表征,揭示过盈配合和残余应力对裂尖前缘应力强度因子、裂纹形貌演化、扩展速度变化的影响。同时,通过子程序模拟了车轴服役过程中主要承受的旋转弯曲载荷作用,裂纹扩展形貌演化过程与实际试验更加接近。对实际经过表面强化处理,受残余压应力影响的车轴截面,若仿真分析评估时不考虑残余应力影响,得到的结果可能偏离实际,过度保守。 展开更多
关键词 残余应力 车轴 裂纹扩展 旋转弯曲载荷 扩展有限元
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铝合金表面机械强化疲劳性能研究进展
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作者 高冲 董丽虹 +3 位作者 刘彬 吕晓仁 张宇鹏 李征奇 《中国表面工程》 北大核心 2025年第2期115-131,共17页
表面机械强化技术作为提升铝合金结构部件疲劳性能的有效手段,在表面改性领域应用广泛。然而,在选择强化技术与确定工艺参数时,尚缺乏统一的预判强化后疲劳性能的标准。现阶段关于表面强化处理后性能演变对疲劳性能影响机理的研究尚浅,... 表面机械强化技术作为提升铝合金结构部件疲劳性能的有效手段,在表面改性领域应用广泛。然而,在选择强化技术与确定工艺参数时,尚缺乏统一的预判强化后疲劳性能的标准。现阶段关于表面强化处理后性能演变对疲劳性能影响机理的研究尚浅,且缺乏系统性总结。从表面机械强化塑性变形方式出发,综述压入、碾磨、滚压及多种方法组合的典型表面机械强化技术及发展现状,归纳不同类型的表面机械强化技术对铝合金表面形貌、显微组织、显微硬度、残余应力等方面的影响规律。从疲劳寿命、疲劳裂纹萌生、疲劳裂纹扩展的角度整合表面机械强化技术对铝合金疲劳性能的影响规律及研究方法。鉴于影响机制的复杂性,深入分析表面机械强化对铝合金疲劳性能的作用机制,为工程应用提供了理论支撑与实践指导,填补了在合理选择技术、确定工艺参数及预判强化后疲劳影响机理方面系统性分析的空白。最后,基于当前研究瓶颈,对强化后铝合金疲劳性能的未来研究方向进行展望。 展开更多
关键词 表面机械强化 梯度结构 残余应力 裂纹萌生 裂纹扩展
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铝合金焊接接头在过载下疲劳裂纹扩展行为和机制研究
11
作者 徐连勇 赵雷 +2 位作者 黄金超 孙全伟 梁文洲 《机械强度》 北大核心 2025年第9期62-71,共10页
高速列车转向架不同部位常采用不同强度铝合金材料进行设计,且采用焊接方式连接不同部件。当高速列车行驶在复杂路况时,转向架将承受拉伸过载作用,该拉伸过载会与焊接接头强度差异产生耦合叠加作用。因此,对转向架焊接结构件进行拉伸过... 高速列车转向架不同部位常采用不同强度铝合金材料进行设计,且采用焊接方式连接不同部件。当高速列车行驶在复杂路况时,转向架将承受拉伸过载作用,该拉伸过载会与焊接接头强度差异产生耦合叠加作用。因此,对转向架焊接结构件进行拉伸过载试验,研究拉伸过载作用下不同强度铝合金焊接接头的疲劳裂纹扩展行为和内在机制。采用柔度法测量拉伸过载作用下的裂纹扩展速率;用数字图像相关(Digital Image Correlation, DIC)技术分析了拉伸过载施加前后裂纹尖端塑性区的尺寸变化规律;采用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)观测了不同铝合金拉伸过载作用区域的断口形貌特征,用裂纹尖端塑性区尺寸变化和对应断口形貌特征解释了拉伸过载作用下的裂纹扩展行为和内在机制。结果表明,单次拉伸过载能降低疲劳裂纹扩展速率,延长疲劳寿命。分析结果表明,拉伸过载过程增大裂纹尖端塑性区,并钝化裂纹尖端,从而使疲劳裂纹扩展速率降低。材料强度越低,相同拉伸过载作用下,裂纹尖端变形越严重,迟滞效应越明显。焊接接头在拉伸过载作用下与母材试验结果保持一致,迟滞效应的强弱只取决于材料本身强度。 展开更多
关键词 拉伸过载 机械强度 疲劳裂纹扩展速率 裂纹尖端 焊接接头
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EH36 钢变幅疲劳载荷下裂纹扩展行为和机理研究
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作者 徐连勇 黄金超 赵雷 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第6期567-575,共9页
针对海洋平台服役过程中时常遭遇到随机海况和复杂载荷作用的情况,设计对海洋平台用钢EH36钢进行变幅疲劳载荷下疲劳裂纹扩展行为试验,研究了变幅疲劳载荷作用下EH36钢疲劳裂纹扩展行为和机理.采用柔度法测量变幅疲劳载荷作用下的裂纹... 针对海洋平台服役过程中时常遭遇到随机海况和复杂载荷作用的情况,设计对海洋平台用钢EH36钢进行变幅疲劳载荷下疲劳裂纹扩展行为试验,研究了变幅疲劳载荷作用下EH36钢疲劳裂纹扩展行为和机理.采用柔度法测量变幅疲劳载荷作用下的裂纹扩展速率,并用数字图像相关(DIC)分析了变幅疲劳载荷施加前后裂纹尖端塑性区尺寸变化.采用SEM分析了不同形式变幅载荷作用区域的断口形貌特征,用裂纹尖端塑性区尺寸变化和对应断口形貌特征解释了变幅疲劳载荷作用下的裂纹扩展行为和内在机理.结果表明:单次拉伸过载能降低疲劳裂纹扩展速率,延长疲劳寿命;单次压缩过载能短暂加速疲劳裂纹扩展速率,对疲劳寿命影响不大;不同顺序拉伸和压缩过载与单次拉伸过载现象保持一致,均能降低疲劳裂纹扩展速率,延长疲劳寿命,但拉压过载的先后施加顺序会显著影响疲劳裂纹扩展的迟滞效应.分析结果表明:拉伸过载过程增大裂纹尖端塑性区,并钝化裂纹尖端,从而使疲劳裂纹扩展速率降低;压缩过载过程减小裂纹尖端塑性区,并使裂纹尖端尖锐,从而使疲劳裂纹扩展速率加速;不同顺序拉伸和压缩过载是两种作用效果的结合.试验结果能很好地描述变幅疲劳载荷下的裂纹扩展行为并给出内在机理解释,为海洋平台在复杂载荷环境下服役所造成的疲劳损伤提供理论依据和实用价值. 展开更多
关键词 疲劳裂纹扩展速率 变幅疲劳载荷 数字图像相关 塑性区 断口分析
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加载顺序对LZ50车轴钢短裂纹扩展行为的影响
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作者 杨冰 黄勉 +3 位作者 周旻昊 肖守讷 阳光武 朱涛 《机械工程学报》 北大核心 2025年第12期118-126,共9页
以铁道车辆车轴用LZ50钢为对象,开展不同加载顺序下的旋转弯曲试样疲劳复型试验。分别利用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对复型膜和试样断口进行观测分析,结果表明,在高-低和低-高2种加载顺序下,短裂纹萌生与扩展的总体规律基本相同... 以铁道车辆车轴用LZ50钢为对象,开展不同加载顺序下的旋转弯曲试样疲劳复型试验。分别利用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对复型膜和试样断口进行观测分析,结果表明,在高-低和低-高2种加载顺序下,短裂纹萌生与扩展的总体规律基本相同,即裂纹均萌生于铁素体晶界,且在裂纹扩展过程中均出现了两次较为明显的速率下降;在微观短裂纹阶段,微观结构障碍对裂纹扩展速率起主导作用;在物理短裂纹阶段,微观结构障碍影响逐渐减弱,裂纹扩展速率主要受载荷幅值影响,扩展速率随载荷幅值的增加而持续快速增加至试样断裂。在旋转弯曲载荷作用下,断口均呈现多疲劳裂纹源状态,但扩展区的形貌和瞬断区位置差异较大:高-低加载顺序下扩展区疲劳条带的间距比低-高加载试样断口的间距更窄,瞬断区韧窝数量更多。对短裂纹扩展率模型进行了修正,修正后的模型对不同加载顺序下试验结果具有良好的拟合效果,能够反映出微观组织结构和加载顺序对短裂纹疲劳行为的影响。 展开更多
关键词 LZ50钢 短裂纹 加载顺序 扩展率
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压水堆一回路主管道LBB疲劳裂纹扩展分析方法研究
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作者 何风 杨康 +4 位作者 谢海 卢喜丰 吕勇波 袁锋 郑连纲 《机械工程师》 2025年第6期58-62,共5页
压水堆一回路主管道进行破前漏(LBB)力学分析时,必需对主管道的环向内表面裂纹和环向贯穿裂纹进行裂纹扩展分析。结合ASME规范第XI卷和RSE-M规范第I卷中的裂纹扩展分析方法,形成了一套适用于主管道LBB疲劳裂纹扩展的计算方法,并采用Pyt... 压水堆一回路主管道进行破前漏(LBB)力学分析时,必需对主管道的环向内表面裂纹和环向贯穿裂纹进行裂纹扩展分析。结合ASME规范第XI卷和RSE-M规范第I卷中的裂纹扩展分析方法,形成了一套适用于主管道LBB疲劳裂纹扩展的计算方法,并采用Python语言编制了相应的计算程序。应用该程序对某压水堆一回路主管道热段进行了LBB疲劳裂纹扩展计算,得到了寿期末管道环向内表面裂纹和环向贯穿裂纹的尺寸,寿期末裂纹尺寸均满足相关要求,降低了手工计算的出错率,提高了计算效率。 展开更多
关键词 压水堆 主管道 LBB 疲劳裂纹扩展 应力强度因子 PYTHON语言
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1Cr11Ni2W2MoV氩弧焊接头裂纹扩展行为及寿命预测研究
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作者 刘小刚 朱品舟 +3 位作者 吕浩 余嘉伟 汪全中 艾兴 《航空制造技术》 北大核心 2025年第11期44-52,共9页
针对焊接缺陷影响的焊接接头疲劳失效问题,以某发动机燃烧室机匣1Cr11Ni2W2MoV氩弧焊接头为研究对象,通过开展焊接接头疲劳与裂纹扩展性能测试,建立了描述焊接接头裂纹扩展全过程的NASGRO方程。在此基础上进一步考虑短裂纹扩展中门槛值... 针对焊接缺陷影响的焊接接头疲劳失效问题,以某发动机燃烧室机匣1Cr11Ni2W2MoV氩弧焊接头为研究对象,通过开展焊接接头疲劳与裂纹扩展性能测试,建立了描述焊接接头裂纹扩展全过程的NASGRO方程。在此基础上进一步考虑短裂纹扩展中门槛值和闭合参数的变化,建立了修正的NASGRO模型。采用修正模型,将初始焊接缺陷等效为规则裂纹,以裂纹扩展的方法计算了焊接接头在不同应力水平下的疲劳寿命。与试验结果的对比分析表明,模型预测结果均在两倍分散带以内。文中所发展的裂纹扩展寿命预测方法对考虑缺陷影响的焊接接头疲劳寿命研究具有一定指导意义。 展开更多
关键词 焊接接头 焊接缺陷 短裂纹扩展 NASGRO方程 疲劳寿命
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免疲劳实验标定内聚力模型:疲劳载荷下界面裂纹扩展速率预估新方法
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作者 熊健 薛鹏程 《固体力学学报》 北大核心 2025年第4期462-472,共11页
疲劳失效是工程结构中最常见的失效形式,其力学机制尚未得到充分阐释.现有疲劳裂纹扩展模型高度依赖疲劳实验数据,缺乏普适性理论框架.本文基于指数型内聚力模型特性,通过定义内聚疲劳极限及其对应的分离位移,构建循环损伤增量触发准则... 疲劳失效是工程结构中最常见的失效形式,其力学机制尚未得到充分阐释.现有疲劳裂纹扩展模型高度依赖疲劳实验数据,缺乏普适性理论框架.本文基于指数型内聚力模型特性,通过定义内聚疲劳极限及其对应的分离位移,构建循环损伤增量触发准则,建立了免疲劳实验标定内聚力模型(Fatigue-Free Calibration Cohesive Zone Model,简称F-free model).借鉴弹塑性材料条件屈服应力概念,确定模型的内聚疲劳极限.理论模型预测结果与复合材料层间分层及夹芯结构面芯脱粘实验数据高度吻合,实验拟合的Paris指数均位于模型预测区间内.对无量纲疲劳极限参数分析表明,模型可揭示疲劳裂纹扩展速率分布范围,Paris指数预测范围为0.99~6.3,为疲劳损伤分析提供新型理论工具. 展开更多
关键词 免疲劳实验标定内聚力模型 疲劳裂纹扩展速率 疲劳极限 Paris定律 层合结构
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不同应力比对HTS-A钢低温疲劳裂纹扩展速率的影响与预报
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作者 罗广恩 刘家奇 姜金辉 《船舶力学》 北大核心 2025年第11期1746-1756,共11页
为研究不同应力比对低温环境下HTS-A钢疲劳裂纹扩展的影响,本文开展了在应力比(R)为0.1和0.3时HTS-A钢CT试件的低温疲劳裂纹扩展试验。试验结果表明,随着温度的降低,裂纹扩展速率降低,疲劳寿命增加;同时,随着应力比的增大,疲劳裂纹扩展... 为研究不同应力比对低温环境下HTS-A钢疲劳裂纹扩展的影响,本文开展了在应力比(R)为0.1和0.3时HTS-A钢CT试件的低温疲劳裂纹扩展试验。试验结果表明,随着温度的降低,裂纹扩展速率降低,疲劳寿命增加;同时,随着应力比的增大,疲劳裂纹扩展速率也相应地增大,但随着温度的降低,应力比对疲劳裂纹扩展速率的影响越来越小。在试验的基础上,本文提出了考虑温度和应力比影响的改进McEvily模型,该模型能够预报不同低温、不同应力比条件下的HTS-A钢疲劳裂纹扩展速率,并与试验结果进行了对比验证。该预报模型可为低温环境下海洋装备的疲劳寿命评估打下基础。 展开更多
关键词 疲劳裂纹扩展速率 HTS-A钢 应力比 低温 疲劳试验
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P550无磁钻铤螺纹孔不同成形工艺的组织与疲劳寿命研究
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作者 秦才会 王仡仡 +4 位作者 徐志刚 杨中娜 曹云风 潘佳鑫 崔丽颖 《精密成形工程》 北大核心 2025年第4期160-169,共10页
目的针对随钻仪器无磁钻铤切削成形的螺纹孔疲劳裂纹,通过断口分析研究失效机理,探究切削和冷挤压成形螺纹孔的疲劳寿命。方法通过对切削成形和冷挤压成形螺纹孔的钻铤模拟件进行弯曲疲劳试验,对比研究了2种成形工艺螺纹孔的组织和性能... 目的针对随钻仪器无磁钻铤切削成形的螺纹孔疲劳裂纹,通过断口分析研究失效机理,探究切削和冷挤压成形螺纹孔的疲劳寿命。方法通过对切削成形和冷挤压成形螺纹孔的钻铤模拟件进行弯曲疲劳试验,对比研究了2种成形工艺螺纹孔的组织和性能,用超景深显微镜研究断口形态,用场发射扫描电镜定点测量疲劳条带间距,建立了裂纹扩展速率da/dN与裂纹长度a的数学公式,计算了疲劳裂纹的扩展速率并估算了疲劳裂纹的萌生寿命。结果钻铤模拟件与失效件的裂纹位置一致,断口性质相同,均为高周弯曲疲劳断口;钻铤模拟件切削螺纹孔的试验寿命为545.8 h,与钻铤螺纹孔的实际寿命526 h十分接近;由Paris公式计算出螺纹孔的裂纹萌生寿命占总疲劳寿命的84%;加上盖板槽并拧紧螺钉可使螺纹孔的使用寿命延长210%。结论冷挤压成形螺纹孔使表层330μm内生成纤维状细晶组织、显微硬度增加,加工表面完整性改善,相较于切削螺纹孔,冷挤压螺纹孔的无磁钻铤疲劳寿命提升了32%。 展开更多
关键词 无磁钻铤 随钻仪器 螺纹孔疲劳裂纹 切削与冷挤压 疲劳寿命反推 裂纹扩展速率
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胶结强度对砾岩裂纹扩展影响的数值模拟
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作者 全家正 程佳豪 《科技和产业》 2025年第6期85-92,共8页
砾岩油藏是重要的非常规油气藏类型。在开发过程中发现,砾石与杂基间的胶结面性质影响了裂缝扩展行为。为厘清胶结强度对裂纹扩展的影响规律,通过颗粒流程序(PFC2D)离散元方法建立了砾岩单轴压缩数值模型,研究了裂纹扩展的四个阶段和破... 砾岩油藏是重要的非常规油气藏类型。在开发过程中发现,砾石与杂基间的胶结面性质影响了裂缝扩展行为。为厘清胶结强度对裂纹扩展的影响规律,通过颗粒流程序(PFC2D)离散元方法建立了砾岩单轴压缩数值模型,研究了裂纹扩展的四个阶段和破裂机制。结果表明:砾岩力学性质随胶结强度增强逐渐由塑性向脆性转变,临界胶结强度比CSR c为0.3,胶结强度对裂纹扩展的影响主要集中在弹性阶段和裂纹稳定扩展阶段,弱胶结下(CSR<0.3),砾石边缘在弹性阶段产生孤立的剪切裂纹,并且在稳定扩展阶段连接形成剪切裂缝网络;强胶结下(CSR>0.3),砾石边缘在弹性阶段几乎不产生裂纹,而在裂纹稳定扩展阶段仅仅产生零星的孤立拉伸裂纹;砾石和杂基之间变形不协调产生的附加应力是弱胶结下胶结面破裂的原因。这些结果表明弱胶结有利于形成复杂裂缝网络,为揭示砾岩储层裂缝扩展规律提供了力学基础。 展开更多
关键词 砾岩 胶结强度 裂纹扩展 数值模拟 PFC2D
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基于IFWA-RERF的合金600应力腐蚀裂纹扩展速率预测
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作者 骆正山 刘盈 《工业安全与环保》 2025年第9期49-55,共7页
高温环境下合金600在压力和输送介质的耦合作用下易发生应力腐蚀开裂,是合金管道的潜在失效模式,在多种影响因素共同作用下,一般参数化模型存在预测精度不高、泛化能力较差的问题,影响合金管道安全评估的准确性。将Faure序列初始种群、... 高温环境下合金600在压力和输送介质的耦合作用下易发生应力腐蚀开裂,是合金管道的潜在失效模式,在多种影响因素共同作用下,一般参数化模型存在预测精度不高、泛化能力较差的问题,影响合金管道安全评估的准确性。将Faure序列初始种群、自适应引力全局搜索、精英保留策略局部搜索引入烟花算法,使用改进烟花算法(Improved Fire War Algorithm,IFWA)对结合Lasso回归和随机森林组成的回归增强随机森林算法(Regression-Enhanced Random Forest,RERF)超参数基学习器数量(n_estimate)、树的最大深度(max_depth)寻优,以RMSE为目标值使RERF达到全局搜索和局部搜索最优,形成基于IFWA-RERF的合金600应力腐蚀裂纹扩展速率预测模型,引入MAE和R2作为模型性能评价指标,建立数据集与测试集进行对比。结果表明:使用基于IFWA-RERF的合金600应力腐蚀裂纹扩展速率预测结果最接近实际数据,预测精度和稳定性均优于其他对比模型,有助于建立准确的安全评估模型。 展开更多
关键词 合金600 裂纹扩展速率 烟花算法 随机森林算法 自适应引力
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