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钢管混凝土桁肋内栓钉节点疲劳性能研究
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作者 刘君平 杨倩 +2 位作者 刘华龙 杨意图 陈宝春 《土木工程学报》 北大核心 2026年第4期99-110,共12页
随着我国钢管混凝土拱桥的大规模建设与发展,钢管与核心混凝土的脱粘问题以及钢管混凝土桁肋节点的疲劳问题逐渐成为学者与工程师关注的重点。为解决脱粘造成的节点传力问题,提出节点内栓钉构造,研究过程中发现内栓钉可能大幅提高节点... 随着我国钢管混凝土拱桥的大规模建设与发展,钢管与核心混凝土的脱粘问题以及钢管混凝土桁肋节点的疲劳问题逐渐成为学者与工程师关注的重点。为解决脱粘造成的节点传力问题,提出节点内栓钉构造,研究过程中发现内栓钉可能大幅提高节点的疲劳寿命。为此,在内栓钉节点静力性能、传力机理及应力集中特性研究基础上,进行是否布设内栓钉的钢管混凝土桁肋节点的对比疲劳试验,对比分析2种节点的疲劳裂纹扩展全过程、疲劳破坏模式和刚度退化规律。结果表明:设置内栓钉可以有效降低节点疲劳裂纹的扩展速率和刚度的退化速率,进而提高节点的疲劳寿命,与不布设内栓钉的试件CFST-K相比,布设内栓钉的试件CFST-KS的疲劳初裂寿命延长了94.8%,裂纹扩展寿命增加了95.9%,疲劳总寿命提高了95.1%。设置内栓钉没有改变钢管混凝土桁肋节点的疲劳初裂模式,但会导致裂纹在扩展过程中偏离相贯焊缝焊趾向主管管壁发展,甚至产生二次裂纹。最后,回归提出钢管混凝土桁肋内栓钉节点的疲劳设计Shs-N曲线。 展开更多
关键词 钢管混凝土拱桥 桁肋节点 内栓钉 疲劳性能 S-N曲线
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相对挤压量对超声振动辅助孔挤压强化7050铝合金应力与疲劳性能的影响
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作者 刘飞 肖彪 +5 位作者 曹洋 王晓强 贾晓凤 武杰 徐九华 苏宏华 《塑性工程学报》 北大核心 2026年第1期53-61,共9页
相对挤压量是孔挤压强化中的一个重要参数,为了探究相对挤压量对超声振动辅助孔挤压强化的影响,分析了超声振动辅助孔挤压强化工艺,建立了超声振动辅助孔挤压强化三维有限元仿真模型,开展了不同相对挤压量下的孔挤压强化试验和疲劳性能... 相对挤压量是孔挤压强化中的一个重要参数,为了探究相对挤压量对超声振动辅助孔挤压强化的影响,分析了超声振动辅助孔挤压强化工艺,建立了超声振动辅助孔挤压强化三维有限元仿真模型,开展了不同相对挤压量下的孔挤压强化试验和疲劳性能测试,对比分析了不同挤压条件下孔壁残余应力、试件受载后孔壁应力以及含孔试件的疲劳寿命。研究结果表明,超声振动辅助孔挤压强化能够降低挤压力,其下降率最大为11.7%;相对挤压量与受载后孔壁应力呈负相关,与孔壁残余应力、含孔试件的中值疲劳寿命呈正相关;超声振动辅助孔挤压强化使7050铝合金含孔试件的中值疲劳寿命最大提高了1.86倍。 展开更多
关键词 超声振动辅助 孔挤压强化 相对挤压量 残余应力 疲劳性能
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高温合金喷丸工艺表面完整性及其疲劳性能研究进展
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作者 孙蕴齐 姚倡锋 +1 位作者 孙换凤 谭靓 《中国机械工程》 北大核心 2026年第2期315-331,共17页
高温合金是航空发动机关键构件的重要材料,喷丸加工是叶片类零件工艺过程的关键环节,通过弹丸在工件表面的高速撞击,能够在表层引入残余压应力,从而抵消部分工作载荷,提高构件的疲劳性能,因此,研究高温合金喷丸工艺对改善航空发动机关... 高温合金是航空发动机关键构件的重要材料,喷丸加工是叶片类零件工艺过程的关键环节,通过弹丸在工件表面的高速撞击,能够在表层引入残余压应力,从而抵消部分工作载荷,提高构件的疲劳性能,因此,研究高温合金喷丸工艺对改善航空发动机关键构件的使役性能与可靠性有重要意义。针对喷丸工艺模拟方法、高温合金喷丸表面完整性和高温合金喷丸疲劳性能三方面的研究成果,介绍了高温合金喷丸工艺的研究现状,分析了现有研究存在的一些不足,并指出了未来的研究方向。 展开更多
关键词 高温合金 喷丸工艺 表面完整性 疲劳性能
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高龄混凝土桥梁方形带肋钢筋疲劳性能试验研究
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作者 翟慕赛 陶怡然 +2 位作者 刘可凡 王雨竹 陈建兵 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第3期452-460,共9页
为研究方形带肋钢筋疲劳性能,基于苏州市某服役86 a的高龄混凝土桥梁,开展了12个高周疲劳标准试件和8个低周疲劳标准试件的疲劳试验。根据疲劳失效加载次数、应力-应变滞回曲线和低周疲劳模型,确定了方形带肋钢筋高周和低周疲劳性能。... 为研究方形带肋钢筋疲劳性能,基于苏州市某服役86 a的高龄混凝土桥梁,开展了12个高周疲劳标准试件和8个低周疲劳标准试件的疲劳试验。根据疲劳失效加载次数、应力-应变滞回曲线和低周疲劳模型,确定了方形带肋钢筋高周和低周疲劳性能。试验结果表明,方形带肋钢筋在应力比为0.2、应力幅为156 MPa的拉应力状态下,能够承受1×10^(7)次以上的疲劳循环加载;在应力比为-1.0、最大应力为195 MPa的拉压受力状态下,能够承受2.5×10^(6)次以上的疲劳循环加载。当加载应变幅为0.6%时,方形带肋钢筋表现为持续循环软化特征;当加载应变幅大于1.0%时,表现为先短暂循环软化、后持续循环硬化特征。方形带肋钢筋低周疲劳性能可采用修正Coffin-Manson模型模拟,疲劳破坏参数、强度退化参数、疲劳破坏指数分别建议取值为0.283、0.449、0.396。 展开更多
关键词 混凝土桥梁 方形带肋钢筋 疲劳性能 高周疲劳试验 低周疲劳试验
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负弯矩区钢-SFRC组合桥面板静力与疲劳性能试验研究
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作者 吴亚坤 傅晨曦 +2 位作者 苏强 苏庆田 程震宇 《桥梁建设》 北大核心 2026年第1期66-73,共8页
为研究负弯矩区钢-钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete,SFRC)组合桥面板的静力与疲劳性能,以某高速公路跨线连续钢箱梁桥钢-SFRC组合桥面板为背景,设计制作2个钢-SFRC组合桥面板试件和1个钢桥面板试件,通过静力试验研究2种... 为研究负弯矩区钢-钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete,SFRC)组合桥面板的静力与疲劳性能,以某高速公路跨线连续钢箱梁桥钢-SFRC组合桥面板为背景,设计制作2个钢-SFRC组合桥面板试件和1个钢桥面板试件,通过静力试验研究2种桥面板的抗负弯性能和破坏形态,通过疲劳试验研究钢-SFRC组合桥面板的疲劳性能和疲劳失效模式。结果表明:钢-SFRC组合桥面板的屈服强度较钢桥面板提升45.4%,极限承载力提升9.4%;SFRC结构层的名义开裂强度为8.56 MPa,开裂后对结构整体刚度影响较小;SFRC结构层可显著提升钢桥面板易损细节的疲劳性能,钢桥面板在设计服役期常幅疲劳荷载和超服役期变幅疲劳荷载作用下均未产生疲劳裂纹,钢顶板厚度可优化至12 mm;钢-SFRC组合桥面板的疲劳性能由SFRC结构层决定,以0.2 mm作为SFRC结构层的临界裂缝宽度,建立的S0.2~N0.2曲线可用于钢-SFRC组合桥面板中SFRC结构层的疲劳性能评估,试验结束时,构件SFRC结构层未达到疲劳破坏标准,设计中厚度宜取80~120 mm。 展开更多
关键词 组合桥面板 钢纤维混凝土 负弯矩区 静力性能 疲劳性能 S~N曲线 模型试验
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铁路桥梁新型钢结构便梁支墩疲劳性能研究
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作者 金鑫 袁文 +2 位作者 马寅 王炎 诸葛翰卿 《中国铁路》 北大核心 2026年第2期70-78,共9页
为研究新型钢结构便梁支墩在反复列车荷载作用下的疲劳性能,在疲劳优化设计的前提下,建立精细实体有限元计算模型,分析疲劳敏感部位在单次列车荷载作用下疲劳应力频值谱,基于设计服役期内损伤度等效的原则,开展足尺节段试验构件疲劳性... 为研究新型钢结构便梁支墩在反复列车荷载作用下的疲劳性能,在疲劳优化设计的前提下,建立精细实体有限元计算模型,分析疲劳敏感部位在单次列车荷载作用下疲劳应力频值谱,基于设计服役期内损伤度等效的原则,开展足尺节段试验构件疲劳性能加载试验,并进行最不利焊接节点疲劳寿命评估。结果表明,在列车荷载作用下,便梁支墩构件中的横隔板与顶板焊缝为疲劳最不利部位;在疲劳加载试验中,构件各处焊缝均未出现开裂现象,测点应力响应未出现明显变化,表明构件未发生疲劳开裂破坏与力学性能退化;实体有限元模型可用于实际设计中的疲劳强度验算;按照欧洲Eurocode规范中71.00 MPa下200万次寿命对应S-N曲线进行便梁支墩构件疲劳强度验算,结果表明安全;根据试验构件在整个疲劳加载过程受到的疲劳损伤,可预估构件在运营状态下的安全服役寿命大于54.29 a,表明采用开口板肋截面的新型钢结构便梁支墩构件的疲劳性能优良,可确保服役期内的使用安全。 展开更多
关键词 铁路桥梁 钢结构便梁支墩 开口板肋 疲劳损伤分析 疲劳性能试验
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水射流强化技术对表面完整性及疲劳性能的影响研究进展
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作者 于焱 王优强 +2 位作者 张平 岳修杰 高业然 《表面技术》 北大核心 2026年第3期196-218,共23页
水射流表面强化技术作为一种能够有效提升材料抗疲劳性能和表面完整性的新兴技术,近年来在学术界和工程界备受关注,相关研究与应用不断深入。该技术主要通过在材料表层引入残余压应力、强化塑性变形层及优化微观组织结构等途径,显著提... 水射流表面强化技术作为一种能够有效提升材料抗疲劳性能和表面完整性的新兴技术,近年来在学术界和工程界备受关注,相关研究与应用不断深入。该技术主要通过在材料表层引入残余压应力、强化塑性变形层及优化微观组织结构等途径,显著提高材料在高应力环境中的作业可靠性和使用寿命。系统阐述纯水射流、磨料水射流和超声水射流等主要水射流类型及其作用机制,并将其与其他机械表面强化技术进行对比分析。重点综述水射流表面强化技术对材料表面完整性和疲劳性能的影响,详细探讨射流压力、靶距、喷嘴横移速度、磨料类型、磨料尺寸、流速等单一工艺参数对强化效果的影响规律,同时深入研究多参数协同作用对强化效果的作用机制,论述强化材料基体类型的响应差异及微观作用机理。最后,对水射流表面强化技术的研究进行总结和展望。拟进一步提升材料在疲劳环境下的综合作业性能,为航空航天、汽车制造及军事工程等对材料性能要求极为严苛的领域提供有价值的表面强化技术参考。 展开更多
关键词 水射流 表面强化 疲劳性能 表面完整性 工艺参数 微观机理
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基于可靠性理论的重载铁路钢桁梁疲劳性能评估
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作者 王亚伟 王丽 +1 位作者 王幸业 李旭伟 《铁道建筑》 北大核心 2026年第2期1-7,共7页
以朔黄铁路一座64 m单线简支钢桁梁桥为研究对象,通过实测数据得到列车荷载的随机分布特征,建立桥梁有限元模型,通过影响线加载得到杆件的应力历程,采用雨流计数法得到杆件的等效应力幅值和循环次数,基于建立的疲劳可靠度极限状态方程,... 以朔黄铁路一座64 m单线简支钢桁梁桥为研究对象,通过实测数据得到列车荷载的随机分布特征,建立桥梁有限元模型,通过影响线加载得到杆件的应力历程,采用雨流计数法得到杆件的等效应力幅值和循环次数,基于建立的疲劳可靠度极限状态方程,对钢桁梁杆件和系统的可靠度进行了评估。结果表明:列车的质量分布主要服从正态和极值Ⅰ型分布,列车的牵引总质量和铁路运量随着时间的推移不断提高;下弦杆、吊杆和横梁纵向角焊缝100年的疲劳失效概率均小于失效临界值,斜拉杆A1E2纵向角焊缝100年的疲劳失效概率为2.65%,超过了失效临界值,端纵梁纵向角焊缝100年的疲劳失效概率为99.41%,在运营期内的疲劳失效风险大,须要重点关注;钢桁梁系统运营100年的失效概率为13.25%,相应的系统可靠度指标为1.115,桥梁系统的疲劳失效概率在72.64年达到失效临界值(2.3%),低于主要杆件疲劳极限的运营年限。 展开更多
关键词 重载铁路 钢桁梁桥 随机分布 疲劳性能 杆件可靠度 系统可靠度
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2198铝合金无针搅拌摩擦点焊接头的疲劳性能
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作者 芦甜 《精密成形工程》 北大核心 2026年第1期160-168,共9页
目的探究1.8 mm厚2198-T8铝锂合金材料在无针搅拌摩擦点焊(Pinless Friction Stir Spot Welding,PFSSW)工艺下的高周疲劳性能,分析不同旋转速度与焊接时间组合对焊接接头疲劳寿命的影响,揭示疲劳裂纹的萌生与扩展机制,为优化焊接工艺参... 目的探究1.8 mm厚2198-T8铝锂合金材料在无针搅拌摩擦点焊(Pinless Friction Stir Spot Welding,PFSSW)工艺下的高周疲劳性能,分析不同旋转速度与焊接时间组合对焊接接头疲劳寿命的影响,揭示疲劳裂纹的萌生与扩展机制,为优化焊接工艺参数提供理论依据。方法采用无针搅拌摩擦点焊技术,分别在950 r/min-6 s、950 r/min-9 s和1180 r/min-6 s 3种组合(旋转速度-焊接时间)下对2198-T8铝锂合金进行焊接。通过高周疲劳试验,建立接头的应力幅(S)-疲劳寿命(N)曲线,评估其疲劳寿命。利用扫描电子显微镜(SEM)观察疲劳断口的裂纹源及瞬断区形貌,分析裂纹萌生位置及扩展路径,确定接头的断裂模式。结果3种焊接工艺参数下的S-N曲线表达式分别为:950 r/min-6 s(lg S=9.113−1.208lg N)、950 r/min-9 s(lg S=4.172−0.208lg N)和1180 r/min-6 s(lg S=4.386−0.253lg N)。当焊接时间从6 s增加到9 s,或旋转速度从950 r/min增加到1180 r/min时,接头S-N曲线的斜率显著增大,表明疲劳性能对载荷的敏感性增强。在相同应力幅下,950 r/min-6 s接头的疲劳性能最优,但其对疲劳载荷的敏感性也最高。疲劳裂纹主要萌生于Hook缺陷处,瞬断区的断口形貌呈现韧窝、准解理和解理特征,表明接头断裂模式为混合断裂。结论无针搅拌摩擦点焊工艺参数对2198-T8铝锂合金焊接接头的疲劳性能具有显著影响。在相同应力幅下,950 r/min-6 s组合表现出最优的疲劳性能,但其对疲劳载荷的敏感性较高。延长焊接时间或增加旋转速度会导致接头疲劳性能对载荷的敏感性增强。疲劳裂纹主要萌生于Hook缺陷处,断口形貌分析结果表明,接头断裂模式为混合断裂。 展开更多
关键词 铝锂合金 无针搅拌摩擦点焊 疲劳性能 断裂模式
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Q550D高强钢对接接头疲劳性能改善研究
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作者 张国伟 田家彬 +2 位作者 高天 戚玉超 侯甫坤 《中国材料进展》 北大核心 2026年第2期163-167,共5页
针对Q550D钢焊接接头,探讨了打磨、钨极惰性气体保护焊(TIG)熔修和超声冲击3种焊后延寿处理工艺对接头疲劳性能的影响。通过对接头进行不同处理后开展疲劳试验并绘制应力-寿命曲线(S-N曲线),比较原始焊态与各处理态接头的疲劳寿命、特... 针对Q550D钢焊接接头,探讨了打磨、钨极惰性气体保护焊(TIG)熔修和超声冲击3种焊后延寿处理工艺对接头疲劳性能的影响。通过对接头进行不同处理后开展疲劳试验并绘制应力-寿命曲线(S-N曲线),比较原始焊态与各处理态接头的疲劳寿命、特征疲劳强度和疲劳极限。结果表明,3种焊后处理均能有效提升接头的特征疲劳强度和疲劳极限,尤其是在低应力范围内,对疲劳寿命的提升更为显著。其中,超声冲击处理效果最佳,特征疲劳强度和疲劳极限分别提升了65%和102%。通过分析不同热处理态和焊态S-N曲线的交点位置,指出应根据接头的实际应力情况选择适当的后处理工艺,以确保疲劳性能的最大提升。 展开更多
关键词 Q550D钢 焊接接头 疲劳性能 焊后延寿处理
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EH40高强钢焊接接头组织及低温疲劳性能
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作者 王超逸 张宁 +3 位作者 孙美慧 高珍鹏 刘晓 蒋建博 《热加工工艺》 北大核心 2026年第4期175-180,共6页
EH40高强钢是未来极地船舶建造的重要基础材料之一。为了研究EH40高强钢及其焊接接头在低温环境下的疲劳性能,使用埋弧焊(SAW)工艺对控制控冷工艺(TMCP)生产的EH40级别高强度钢板进行了焊接,分析了焊接接头的组织与力学性能,进一步利用... EH40高强钢是未来极地船舶建造的重要基础材料之一。为了研究EH40高强钢及其焊接接头在低温环境下的疲劳性能,使用埋弧焊(SAW)工艺对控制控冷工艺(TMCP)生产的EH40级别高强度钢板进行了焊接,分析了焊接接头的组织与力学性能,进一步利用疲劳试验机测试了母材与焊接接头的低温疲劳性能。结果表明,采用TMCP工艺生产的EH40钢的金相组织以先共析铁素体(PF)+粒状贝氏体为主,而焊接后,热影响粗晶区组织以贝氏体B为主,细晶区的组织以先共析铁素体为主。与室温拉伸结果相比较,在0℃及-20℃低温环境下,母材及焊接接头的强度都升高。随着温度的降低,母材及焊接接头的疲劳S-N曲线也上移,说明材料在低温环境下的疲劳性能优于常温环境。疲劳断口分析表明:疲劳裂纹源主要从表面萌生。随着循环周次的增加,金属材料内部的位错密度增加,疲劳载荷造成了材料内部位错的增殖,晶界位置易形成位错塞积,成为潜在的裂纹源。 展开更多
关键词 EH40高强钢 埋弧焊 低温疲劳性能
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开口T形加劲肋正交异性钢桥面板疲劳性能研究 被引量:5
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作者 姜磊 元敏 +2 位作者 邹博文 刘永健 杨万鹏 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期78-88,共11页
为了分析并对比采用开口T形加劲肋形式正交异性钢桥面板的疲劳性能,采用Midas Civil建立全桥模型,提出横隔板顶部不开孔的开口T肋正交异性钢桥面板、横隔板顶部开孔的开口T肋正交异性钢桥面板、闭口U肋共3种设计方案,采用Abaqus分别建... 为了分析并对比采用开口T形加劲肋形式正交异性钢桥面板的疲劳性能,采用Midas Civil建立全桥模型,提出横隔板顶部不开孔的开口T肋正交异性钢桥面板、横隔板顶部开孔的开口T肋正交异性钢桥面板、闭口U肋共3种设计方案,采用Abaqus分别建立局部三维实体模型,对3种设计方案展开参数分析,并采用热点应力法进行疲劳性能评估。结果表明,全桥疲劳易损断面位置处于跨中顶板厚度为18 mm的E类梁段。方案3在各个疲劳构造细节处的热点应力幅均高于方案1和方案2。方案1仅在疲劳构造细节⑤处的热点应力幅小于方案2,其余几个疲劳构造细节的应力幅均高于方案2,在疲劳构造细节①处的热点应力幅降幅最大,约为34.75%,在疲劳构造细节③的热点应力幅降幅最小,仅为7.16%。无论顶板厚度变化还是横隔板厚度变化,变化幅度最大的位置均是疲劳构造细节①和②,其余位置疲劳应力幅对于顶板厚度变化较横隔板厚度变化敏感。方案2并无超出热点应力S‑N曲线疲劳截止限的位置,而方案1和方案3超出疲劳截止限的位置疲劳性能均满足规范中对正交异性钢桥面板疲劳性能验算的要求。 展开更多
关键词 桥梁工程 正交异性钢桥面板 开口T肋 疲劳构造细节 热点应力法 疲劳性能评估
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18CrNiMo7-6渗碳钢超声滚压工艺及疲劳性能研究 被引量:1
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作者 刘治华 刘鸿宇 +3 位作者 李建鹏 张鸣文 郭鹏 周洋 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第3期155-159,164,共6页
为了探究18CrNiMo7-6渗碳钢的超声滚压工艺及超声滚压对试样疲劳性能的影响,设计了关于静压力、振幅、滚压遍数的正交试验,通过灰色关联分析对试验结果进行参数优化,得到分别针对表面残余压应力、表面硬度、表面粗糙度的单工艺目标和多... 为了探究18CrNiMo7-6渗碳钢的超声滚压工艺及超声滚压对试样疲劳性能的影响,设计了关于静压力、振幅、滚压遍数的正交试验,通过灰色关联分析对试验结果进行参数优化,得到分别针对表面残余压应力、表面硬度、表面粗糙度的单工艺目标和多工艺目标的显著性影响顺序、最优单目标和综合最优加工参数,综合最优组试样较原始试样的表面残余压应力提升了3.88倍,表面硬度提升了14.8%,表面粗糙度降低了75.7%。通过拉伸试验和旋转弯曲疲劳试验,得到综合最优参数组试验的屈服强度、抗拉强度分别为1225.4 MPa、1902.7 MPa,较原始试样提升了12.5%和7.4%,疲劳极限较原始试样提高了超过190 MPa,最优参数组在应力水平1200 MPa时疲劳寿命为714656次,疲劳性能提升明显。 展开更多
关键词 18CrNiMo7-6渗碳钢 超声滚压 灰色关联分析 疲劳性能
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冻融循环对橡胶混凝土抗疲劳性能的影响 被引量:1
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作者 薛刚 姚文龙 +3 位作者 邵建文 朱浩君 许胜 董伟 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第4期1448-1457,共10页
为研究冻融循环对橡胶混凝土抗疲劳性能的影响,选取粒径为30目(0.5 mm)的橡胶颗粒等体积替代砂制备橡胶混凝土,将普通混凝土试件和橡胶混凝土试件冻融不同次数后,进行等幅单轴压缩疲劳试验,分析试件的疲劳变形特征,建立考虑失效概率的... 为研究冻融循环对橡胶混凝土抗疲劳性能的影响,选取粒径为30目(0.5 mm)的橡胶颗粒等体积替代砂制备橡胶混凝土,将普通混凝土试件和橡胶混凝土试件冻融不同次数后,进行等幅单轴压缩疲劳试验,分析试件的疲劳变形特征,建立考虑失效概率的疲劳寿命方程和疲劳损伤模型。结果表明:未冻融状态下,橡胶混凝土最大应变相较于普通混凝土提高约500με,随着冻融循环次数增加,延性特征减弱,加入橡胶颗粒可以改善混凝土疲劳破坏的延性。冻融循环作用下橡胶混凝土的疲劳寿命服从对数正态分布,极限疲劳强度比普通混凝土提高约9.8%,临界损伤比普通混凝土降低约37%。在冻融循环作用下,掺入橡胶颗粒大幅度提高了混凝土的抗疲劳性能。 展开更多
关键词 橡胶混凝土 疲劳性能 疲劳寿命 冻融循环 疲劳损伤 疲劳方程
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船用高镁铝合金材料疲劳性能试验研究 被引量:1
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作者 张平 李沃达 +1 位作者 陈海涛 兰玲 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第13期1-6,共6页
为得到船用1560高镁铝合金材料疲劳特性及参数化影响,采用试验方法开展材料疲劳性能研究,研究结果表明1560高镁铝合金板材、型材、整体挤压壁板材料的中值应力范围疲劳极限值在150~190 MPa,厚度、生产工艺对材料疲劳性能影响不大,焊接... 为得到船用1560高镁铝合金材料疲劳特性及参数化影响,采用试验方法开展材料疲劳性能研究,研究结果表明1560高镁铝合金板材、型材、整体挤压壁板材料的中值应力范围疲劳极限值在150~190 MPa,厚度、生产工艺对材料疲劳性能影响不大,焊接和热矫正建造工艺会不同程度降低材料疲劳性能,其中对接接头疲劳极限值约为母材疲劳极限的0.4,说明镁含量的提高在提高铝合金母材疲劳强度的同时会使材料具有更高的焊接气孔敏感性、裂纹倾向性。最后,综合试验结果和国际焊接协会推荐值给出船体疲劳强度校核用S-N的选取建议。研究成果可为高镁铝合金的焊接工艺优化、在船体结构应用及疲劳强度校核提供技术支撑。 展开更多
关键词 高速船 铝合金 疲劳性能试验 疲劳强度校核 S-N曲线
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超声滚压对AISI420不锈钢旋转弯曲疲劳性能的影响
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作者 程俊 许志龙 +2 位作者 弓清忠 李波 翁建春 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第4期82-89,共8页
采用不同的工艺参数组合对AISI420不锈钢试样进行超声滚压处理,研究超声滚压工艺对其旋转弯曲疲劳性能的影响。使用激光共聚焦显微镜、扫描电镜和维氏硬度计等设备对超声滚压处理前后试样的表面完整性进行了表征,包括表面形貌、表面粗... 采用不同的工艺参数组合对AISI420不锈钢试样进行超声滚压处理,研究超声滚压工艺对其旋转弯曲疲劳性能的影响。使用激光共聚焦显微镜、扫描电镜和维氏硬度计等设备对超声滚压处理前后试样的表面完整性进行了表征,包括表面形貌、表面粗糙度、表层硬度和残余应力分布等。结果表明,随着超声滚压静压力的增加,表面粗糙度先大幅降低,后小幅上升,表面粗糙度Ra最低达到0.19μm;表层硬度随着静压力的增加而增加,硬度影响层的深度约200μm;超声滚压在表层引入梯度分布的残余压应力,表层最大残余压应力达到462 MPa。随着静压力的增加,残余压应力沿深度方向先增加后减小。超声滚压处理后,AISI420不锈钢试样的旋转弯曲疲劳寿命比未处理试样最大提高了约2.8倍。分析了表面完整性对疲劳寿命的影响,结果显示表层残余压应力是提高疲劳寿命的关键因素。 展开更多
关键词 超声滚压 AISI420不锈钢 表面完整性 疲劳性能
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圆钢管加固直角突变式钢吊车梁的三维裂纹扩展及疲劳性能
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作者 胡宝琳 徐宇豪 +2 位作者 左志远 庄继勇 周磊 《上海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期961-977,共17页
针对直角突变式钢吊车梁疲劳细节Ⅰ发生的疲劳破坏,提出了一种经济有效且具有工程可实施性的圆钢管加固方法,即在吊车梁变截面部位焊接圆形钢管,分別与插入板和端封板进行焊接连接.为了评估加固后钢吊车梁的疲劳性能,基于线弹性断裂力... 针对直角突变式钢吊车梁疲劳细节Ⅰ发生的疲劳破坏,提出了一种经济有效且具有工程可实施性的圆钢管加固方法,即在吊车梁变截面部位焊接圆形钢管,分別与插入板和端封板进行焊接连接.为了评估加固后钢吊车梁的疲劳性能,基于线弹性断裂力学进行了三维裂纹扩展模拟.结果表明:该方法可以改善直角突变式钢吊车梁的局部应力状态;相较于加固前,疲劳细节Ⅰ处的应力幅降低了近40%,钢吊车梁的疲劳寿命提高了225.5万次.通过参数分析,进一步探讨了圆钢管不同外径及壁厚对加固效果和经济效益的影响规律,为吊车梁疲劳加固工程的应用提供了参考依据. 展开更多
关键词 直角突变式 吊车梁 圆钢管加固 三维裂纹扩展 疲劳性能
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超声滚压静压力对20CrNiMo钢表面完整性及疲劳性能的影响
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作者 程俊 李毅 李波 《机械工程材料》 北大核心 2025年第6期76-82,共7页
采用超声滚压工艺对渗碳+淬回火态20CrNiMo钢试样进行表面强化处理,研究了不同静压力(700,800,900,1000 N)下试样的表面粗糙度、硬度、残余压应力分布以及旋转弯曲疲劳性能。结果表明:超声滚压后,试样的表面粗糙度明显降低,且随着静压... 采用超声滚压工艺对渗碳+淬回火态20CrNiMo钢试样进行表面强化处理,研究了不同静压力(700,800,900,1000 N)下试样的表面粗糙度、硬度、残余压应力分布以及旋转弯曲疲劳性能。结果表明:超声滚压后,试样的表面粗糙度明显降低,且随着静压力的增加呈先降低后增加的趋势,当静压力为900 N时,表面粗糙度R_(a)最低,为0.17μm。超声滚压后,试样的硬度提高,且随着静压力的增加呈升高趋势。超声滚压在试样表层引入梯度分布的残余压应力;随着静压力的增加,残余压应力最大值先增后降,在静压力为900 N时达到最大,为1128 MPa。超声滚压后试样的旋转弯曲疲劳寿命显著提高,且随着静压力的增加先增后降。当静压力为900 N时,疲劳寿命最高,达到697.3×10^(4)周次,此时疲劳裂纹源为单裂纹源,位于次表层。试样表层残余压应力最大值的变化趋势与疲劳寿命具有高度相关性,是影响疲劳寿命的关键因素。 展开更多
关键词 超声滚压 20CrNiMo钢 表面完整性 疲劳性能 残余应力
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单级时效对喷射沉积7055铝合金疲劳性能和析出相的影响
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作者 郭洪飞 邬佳芳 +2 位作者 侯小虎 赵敏 曾超 《材料导报》 北大核心 2025年第21期194-199,共6页
喷射沉积7055铝合金因其轻质、高强度、良好的耐腐蚀性和韧性而被广泛用于航空航天和国防领域。随着科学技术的发展,对铝合金的综合性能特别是疲劳性能的要求也越来越高,材料在长期应变和交变载荷的作用下,长时间的积累损伤最终会导致... 喷射沉积7055铝合金因其轻质、高强度、良好的耐腐蚀性和韧性而被广泛用于航空航天和国防领域。随着科学技术的发展,对铝合金的综合性能特别是疲劳性能的要求也越来越高,材料在长期应变和交变载荷的作用下,长时间的积累损伤最终会导致材料断裂。为改善疲劳失效,研究不同热处理工艺对合金的影响,进而提高合金的应用性能。本工作分析了喷射沉积7055铝合金在欠时效(120℃×1 h)、峰时效(120℃×10 h)与过时效(120℃×44 h)三种状态下的显微组织、析出相疲劳断口形貌。结果表明:三种时效态合金在应力水平300 MPa下,过时效态合金表现出了更好的疲劳性能,疲劳寿命为22.2万次;随着时效时间的延长,基体中的析出相明显粗化长大,析出相由GP区和η′相向η′相和η相演化。 展开更多
关键词 7055铝合金 疲劳性能 析出相 时效态
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固溶处理工艺对喷射沉积7055铝合金微观组织和疲劳性能的影响
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作者 郭洪飞 邬佳芳 +2 位作者 侯小虎 曾超 赵敏 《中国表面工程》 北大核心 2025年第6期303-314,共12页
喷射沉积7055铝合金具有超高强度、优异的机加工性和热处理性,但该铝合金在服役过程中常出现表面裂纹、疲劳失效等问题,影响其使用寿命和安全性。通过固溶工艺对合金组织进行调控,使该合金具有更加优异的力学性能和抗疲劳性能,利用SEM和... 喷射沉积7055铝合金具有超高强度、优异的机加工性和热处理性,但该铝合金在服役过程中常出现表面裂纹、疲劳失效等问题,影响其使用寿命和安全性。通过固溶工艺对合金组织进行调控,使该合金具有更加优异的力学性能和抗疲劳性能,利用SEM和EBSD等检测手段,研究了固溶处理工艺对喷射沉积7055铝合金微观组织、疲劳性能和疲劳断口的影响。结果表明:铝合金经440℃/4 h+490℃/30 min双级固溶处理后,基体中的难溶相Al_2Cu Mg和杂质相Al_(7)Cu_(2)Fe尺寸减小、第二相占比减少10.2%,再结晶程度提高,晶界清晰、晶粒大小分布均匀,合金硬度明显提升。挤压态合金、单级和双级固溶处理后合金的硬度分别为101、134和182 HV,抗拉强度分别为356、435和559 MPa,在300 MPa应力水平下疲劳寿命平均值分别为1.2万、3.4万和5.6万次。研究结果表明双级固溶处理对7055铝合金的力学性能与疲劳性能发挥积极作用,可为7000系铝合金热处理工艺优化提供参考价值。 展开更多
关键词 7055铝合金 固溶处理 微观组织 疲劳性能 疲劳断口
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