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平行于裂纹方向的载荷对于疲劳裂纹扩展速率的影响

1.引言断裂力学在疲劳裂纹扩展的研究中得到了成功的应用.但是,现有的疲劳裂纹扩展数据大都是从单向加载的试件上得到的.而实际构件通常处于双向载荷或多向载荷的状态下.在对构件作寿命估计时,双向载荷对于疲劳裂纹扩展速率的影响是一个必须要考虑的因素.在1966年Christensell等[l]曾指出,实验表明在双向载荷下疲劳裂纹扩展速率为单向载荷时的三倍,但它只给出了实验结果的示意图.后来有限的一些实验数据得出各不相同的结论.大部分试验结果表明,平行于裂纹方向的载荷对于裂纹扩展的影响很小.也有数据表明它会加快或减慢裂纹扩展. 本文从双向应力场中平面裂纹的全塑性分析着手,用修正能量法得到平行于裂纹方向的载荷对于J积分值的影响曲线.以此为基础,应用弹塑性分析的工程方法,得到在双向载荷作用下,平面裂纹在弹塑性情况下的J积分,用这个影响裂纹扩展速率的主要参数J,估算了平行于裂纹方向载荷对于裂纹扩展的影响.并与现有的实验结果作了比较. 2.双向应...  (本文共10页) 阅读全文>>

浙江工业大学
浙江工业大学

挤压AZ31B镁合金及纯镁疲劳裂纹扩展研究

镁及镁合金具有低密度,高比刚度和高比强度,易加工回收等优点,是电子电器、交通汽车、航空航天和兵工行业最具发展潜力的金属结构材料。镁及其合金塑性变形能力差、目前大部分镁合金构件为铸件,难满足工程实际在力学性能和产品形状尺寸上的需求。变形镁合金以优良机械性能和尺寸、规格多样优势受广泛关注,成为材料领域研究的重点方向之一。工程实际构件往往承受循环载荷,疲劳失效是在役设备最主要的失效方式之一。压力加工易引起镁合金晶粒择优取向形成织构,导致机械性能各向异性,对镁合金构件的疲劳行为和寿命评估有重要影响。研究织构镁合金的疲劳裂纹扩展行为、机理和寿命预测方法,具有重要的理论意义和应用价值。本文针对挤压纯镁和挤压AZ31B镁合金,研究不同方向疲劳裂纹扩展行为和断裂机理,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和背散射电子衍射(EBSD)等手段对材料的组织、裂纹扩展行为及断口进行分析,讨论了不同方向塑性变形、断裂机理、裂纹扩展路径及特征,分析了织...  (本文共139页) 本文目录 | 阅读全文>>

《腐蚀科学与防护技术》1980年40期
腐蚀科学与防护技术

阳极电位下小幅载荷在腐蚀疲劳裂纹扩展中的作用

阳极电位下小幅载荷在腐蚀疲劳裂纹扩展中的作用魏学军李劲柯伟(中国科学院金属腐蚀与防护研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室沈阳110015)摘要研究了A537钢在3.5%NaCl水溶液中,阳极溶解条件下以不同方式叠加在主载荷ΔP上的小幅载荷对疲劳裂纹扩展da/dN~ΔK曲线的影响,并与空气中的结果进行比较,讨论了阳极溶解影响小幅载荷行为的机理.结果表明:空气中幅度小于30%ΔP的小载荷叠加在主载荷底部时对裂纹扩展没有影响,而阳极溶解能使这些主载荷底部的小幅载荷对裂纹扩展过程产生重要作用,在阳极溶解条件下,即使是幅度为零的保持载荷(B0)对裂纹扩展也具有明显的加速作用;虽然阳极溶解对主载荷顶部的幅度为30%ΔP(T30)和70%ΔP(T70)的小载荷作用的影响不太明显,但幅度为零的顶部小载荷(T0)能明显促进裂纹扩展,其加速作用大于在主载荷底部叠加的情况B0,小于持续加载的常幅疲劳过程.关键词阳极溶解疲劳裂纹扩展小幅载荷学科分类号T...  (本文共4页) 阅读全文>>

《压力容器》1995年02期
压力容器

谱载荷作用下的疲劳裂纹扩展

1概述 庄防料或结钩的疲芳性能和疲芳破坏行为的研究中.试验通常是在{版应力幅(或应变幅)厂进行的但实际生产中.材料或结钩承受的载菏变化(应力幅或应变幅)恒定有:某-定范围是极少的.而是常工作在一变应力幅(或应变幅)的环境!;因此研究在变幅载荷咋用下裂纹的疲劳扩展性能更具有现实意义:为刀匕已进行{’大童的研究_〔作.1.1于井.变幅载荷作用下裂纹的扩展速率大致己有直接法、统计参数法和考虑载荷间交互作用的方法等等这些方法又以后音为合理.因为谱载荷中.各级载荷互相之间有影啊尤其是其中高载荷会给随后的低载荷带卡裂纹扩展的迟滞效应.这正是研究者们关心的问题 2闭合效应理论与超载迟滞模型 研究结果表明.高载简炸用后给随后的低载简作旧带卡的裂纹扩展的迟滞现象可以由闭含效应理论加以解释.闭合效应理论认为:,芍载荷你月}使裂坟张开.同时在裂纹光端附近出现塑,比区,其塑性区的大小与载荷大小、裂坟尺寸受材料比能有关通常认为该塑性区半径R为: 1尺汉一...  (本文共6页) 阅读全文>>

《航空学报》1987年02期
航空学报

谱载荷下疲劳裂纹扩展的各种模型的评述

一、前 -..人 ‘~~~~. ~.r. 「翔无超登(b)(c)(a) 在飞机结构的损伤容限设计中,不论是估算结构使用寿命,还是确定检修周期,都必须首先预测复杂谱载荷下裂纹扩展的规律。 飞机所受的载荷是随机的、复杂多变的,而变幅载荷下疲劳裂纹的扩展此等幅情况要复杂得多。载荷之间的相互作用对裂纹扩展速率有很大影响,主要表现在: (a)拉伸超载引起裂纹扩展速率变慢,通常称“迟滞效应”。 (b)在压一拉载荷循环中的压缩载荷会加速裂纹扩展,此称“加速效应”。 (‘)在拉一压载荷循环中的压缩载荷会减缓由拉伸超载所产生的迟滞效应,此称 “卸载效应”。 上述效应如图1所示: 一忽略超载的迟滞效应,将使寿命预测过于保守,从而导致飞机重量的增加和经济上的损失。然而,如果不计压载的加速效应及压载对迟滞的延缓效应,又可能使设计不安全。因此,最近十余年来,人们对变幅载荷下裂纹扩展寿命的计算给予相当大的注意,进行了大量的研究和试验工作,提出了许多考虑载荷...  (本文共8页) 阅读全文>>

《航空学报》1983年01期
航空学报

谱载荷作用下的疲劳裂纹扩展寿命

一、引言 最简单的谱载荷是在基本循环载荷中施加单个或多个拉伸和拉一压过载的情况。过载作用后,裂纹扩展速率显著降低。实验证明,过载迟滞效应最大点,即裂纹扩展速率最低点不是在刚施加过载之后,而是距施加过载点有一段距离,即所谓延缓滞后或推迟延缓(delayedre恤rdation)效应。现有的计算模型、如著名的Elber的裂纹闭合模型〔,,、Wheeler的塑性区模型〔,,、willenborg的有效应力模型〔,,、何庆芝的有效残余压应力模型〔。等,均未考虑推迟延缓效应,因而裂纹扩展速率的计算结果与实验结果有很大差别。实际上任何材料在过载作用后都存单一过载作用情况The ease of 51。酥e overloading 1盆助拓不盏,人冲.119矶bo民在推迟延缓效应,它是所有研究者在实验中都观察到的现象。 Matsuoka(松圆)模型〔幻考虑了这一效应,裂纹扩展速率的表达式为式中谧)。一c(△K一)。一c(U·“K,。一U·洲。一...  (本文共9页) 阅读全文>>

《流体机械》2016年12期
流体机械

关于离心泵管口允许载荷的探讨

1前言API610标准已广泛应用于国内外石油、石化、天然气等行业中,是离心泵类设备最常用的标准[1]。但是由于泵制造厂、用户及工程公司的角度不同,导致对标准的理解不同,甚至产生了很大的分歧。尤其是关于泵管口允许载荷的理解,一直持有不同的观点,这给实际工程带来了一定的问题[2,3]。因此,有必要简明扼要的列出API610标准中关于管口载荷的有关规定,并对此进行必要的解读,理解其设计理念,以解决目前面临的问题。2 API610标准的规定及解读[4]2.1标准中6.3.3条规定压力泵壳应设计成:(1)在同时承受最大允许工作压力(和最大工作温度)和表5中列出的作用到每个管口上两倍的允许管口负荷的最坏组合的情况下,做到运转无泄漏或转动部件与静止部件之间无接触;(2)经得住水压试验(见8.3.2)。注:两倍的管口负荷要求是压力泵壳设计的准则。管道设计者所用的允许管口负荷值为表5中所列的值,除了压力泵壳设计,包括如泵壳支架或底座刚度的其他因素...  (本文共4页) 阅读全文>>