金属材料的机械性能与缺口疲劳裂纹形成寿命

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作者 马景槐 《新疆石油天然气》 CAS 1989年第1期14-18,共5页

缺口疲劳裂纹形成涉及由弹性、塑性变形、加工硬化、循环塑性损伤积累到微裂纹的形成和扩展的整个过程的综合性作用。本文对缺口疲劳裂纹形成寿命与金属材料常规机械性能间的关系作了初步探讨。

关键词 缺口疲劳裂纹形成寿命 循环微塑性变形 断裂形变功密度

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Q460C钢缺口板的疲劳裂纹萌生寿命计算模型和总疲劳寿命计算

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作者 王万祯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期192-199,共8页

基于位错随循环加载次数的增加加速移动、聚合形成疲劳裂纹的试验事实,假设疲劳裂纹萌生速率是循环加载次数的单调递增幂函数,通过积分推导出疲劳裂纹萌生寿命计算模型。Q460C钢缺口板的疲劳试验结果显示,疲劳裂纹萌生寿命、扩展寿命和... 基于位错随循环加载次数的增加加速移动、聚合形成疲劳裂纹的试验事实,假设疲劳裂纹萌生速率是循环加载次数的单调递增幂函数,通过积分推导出疲劳裂纹萌生寿命计算模型。Q460C钢缺口板的疲劳试验结果显示,疲劳裂纹萌生寿命、扩展寿命和总疲劳寿命均随应力幅和名义最大应力的降低而增加,疲劳裂纹形成寿命与总疲劳寿命的比值为0.82~0.90。我国《钢结构设计标准》建议的总疲劳寿命计算式的计算误差为-17.0%~+84.9%。以椭球面断裂模型作为裂尖开裂判据,对Q460C钢缺口板的疲劳裂纹扩展进行了理论计算和数值模拟。以疲劳裂纹萌生处应变溢出时裂纹长度0.05 mm作为疲劳裂纹萌生临界尺寸,标定的Q460C钢缺口板的疲劳裂纹萌生寿命计算式、扩展寿命计算式和总疲劳寿命计算式的计算误差分别为-15.0%~-1.2%、-12.4%~+2.8%和-12.1%~-1.4%。 展开更多

关键词 缺口板 疲劳试验 疲劳裂纹 萌生寿命 扩展寿命 椭球面断裂模型

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用双缺口板试件估算锅炉汽包疲劳裂纹形成寿命的研究

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作者 金心全 徐宏伟 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 1990年第1期94-102,共9页

本文提出了用双缺口板试件在常温下的疲劳裂纹形成寿命,估算锅炉汽包疲劳裂纹形成寿命的新方法。文中用弹塑性有限元法对缺口试件进行了分析,还用局部应力-应变法对缺口试件的裂纹形成寿命进行了估算,其结果与试验寿命相差在系数为2的... 本文提出了用双缺口板试件在常温下的疲劳裂纹形成寿命,估算锅炉汽包疲劳裂纹形成寿命的新方法。文中用弹塑性有限元法对缺口试件进行了分析,还用局部应力-应变法对缺口试件的裂纹形成寿命进行了估算,其结果与试验寿命相差在系数为2的范围以内。同时还研究了变幅低周疲劳下缺口试件和锅炉汽包的损伤,并考虑了平均应力的影响。 展开更多

关键词 寿命 弹塑性 有限元分析 疲劳裂纹 双缺口板试件 锅炉 汽包

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缺口件疲劳裂纹形成特性研究 被引量：3

4

作者 罗毅 黄培彦 周希平 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期34-38,共5页

通过分析缺口顶端附近的应力场 ,提出一种表征缺口件疲劳裂纹形成特性的参量 ,即经过塑性修正的ΔKI/R参量 .采用该参量表征 ,不仅可以将疲劳裂纹形成和扩展阶段有机地结合起来 ,而且可以对不同缺口半径R的试样采用统一的参量表征其裂... 通过分析缺口顶端附近的应力场 ,提出一种表征缺口件疲劳裂纹形成特性的参量 ,即经过塑性修正的ΔKI/R参量 .采用该参量表征 ,不仅可以将疲劳裂纹形成和扩展阶段有机地结合起来 ,而且可以对不同缺口半径R的试样采用统一的参量表征其裂纹形成特性 .通过对不同缺口试样进行疲劳试验 ,验证了在一定寿命范围内其Ni-ΔKI/R曲线保持一致 ,这一结论为带缺口件的无限寿命和有限寿命设计提供了重要的理论参考依据 . 展开更多

关键词 疲劳裂纹形成 缺口件 裂纹扩展 缺口预端 应力场

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潜艇结构疲劳裂纹形成寿命的分析 被引量：11

5

作者 石德新 耿峰 +2 位作者 黄小平 王晓天 崔宏斌 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2000年第3期70-74,共5页

以新的高强度钢潜艇锥柱过渡结构为对象 ,分析了该潜艇结构疲劳热点处的应力及焊接残余应力 ,这种焊接结构的焊接残余应力为横向最大值 0 .3σs,纵向最大残余应力 0 .3 5σs.计及残余应力影响 ,用局部应力应变法对该潜艇结构的疲劳裂纹... 以新的高强度钢潜艇锥柱过渡结构为对象 ,分析了该潜艇结构疲劳热点处的应力及焊接残余应力 ,这种焊接结构的焊接残余应力为横向最大值 0 .3σs,纵向最大残余应力 0 .3 5σs.计及残余应力影响 ,用局部应力应变法对该潜艇结构的疲劳裂纹形成寿命进行了计算 ,结果表明该潜艇结构在给定条件下不会萌生疲劳裂纹 . 展开更多

关键词 潜艇结构 疲劳裂纹 形成寿命 分析

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基于裂纹形成及扩展的火炮闩体寿命研究 被引量：4

6

作者 李魁武 宁变芳 +2 位作者 曾志银 王在森 张军岭 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期289-293,共5页

某自动武器定型试验实弹射击累计523发时,静检发现闩体出现约1 mm深裂纹,为了判定损伤闩体剩余寿命是否满足使用要求,应用解析与数值模拟方法,对闩体裂纹形成阶段的寿命和扩展阶段的寿命进行了分析计算。结果表明,在常温正装药条件下,... 某自动武器定型试验实弹射击累计523发时,静检发现闩体出现约1 mm深裂纹,为了判定损伤闩体剩余寿命是否满足使用要求,应用解析与数值模拟方法,对闩体裂纹形成阶段的寿命和扩展阶段的寿命进行了分析计算。结果表明,在常温正装药条件下,考虑闩体实际加工表面粗糙度对疲劳寿命的影响,计算总体寿命不小于1 650发,可满足闩体的设计要求。同时,对闩体疲劳裂纹形成的影响因素进行了分析,根据分析计算结果,采取了减小闩体局部表面粗糙度措施,使该火炮闩体寿命提高到1 800发以上。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 闩体 疲劳裂纹 疲劳裂纹形成寿命 疲劳裂纹扩展寿命

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缺口试样疲劳短裂纹行为研究 被引量：2

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作者 吴志学 孙训方 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期72-77,共6页

采用复型方法对中碳结构钢单边钝缺口试样的非穿透和穿透疲劳短裂纹的演化过程进行了研究。结果表明：试样的疲劳破坏主要是由形成于缺口根部的表面短裂纹扩展引起的；形成穿透裂纹以前的短裂纹形成和扩展过程占试样疲劳寿命的７０％以... 采用复型方法对中碳结构钢单边钝缺口试样的非穿透和穿透疲劳短裂纹的演化过程进行了研究。结果表明：试样的疲劳破坏主要是由形成于缺口根部的表面短裂纹扩展引起的；形成穿透裂纹以前的短裂纹形成和扩展过程占试样疲劳寿命的７０％以上；线弹性断裂力学不适合于描述表面裂纹和穿透裂纹早期阶段的扩展特性；某些条件下，裂纹初始几何形状的影响是导致穿透裂纹早期扩展出现奇异特性的主要原因。 展开更多

关键词 中碳结构钢 疲劳 裂纹形成 裂纹扩展 缺口试样

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疲劳裂纹形成与扩展分界点研究 被引量：1

8

作者 李金泉 黄德武 +1 位作者 徐丹 尚德广 《沈阳工业学院学报》 2002年第2期30-33,共4页

以缺口件为研究对象 ,根据弹塑性理论着重介绍了确定缺口试样疲劳裂纹形成与扩展分界点的新方法 ,经实验验证 ,与实测值吻合良好 .

关键词 疲劳裂纹 短裂纹 J积分 分界点 缺口件 疲劳寿命 弹塑性理论

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复杂载荷下裂纹形成寿命预测——损伤公式的评价

9

作者 王茂廷 刘学智 《抚顺石油学院学报》 EI 2001年第2期32-36,共5页

介绍了复杂载荷下疲劳裂纹形成寿命预测的方法。基于实验结果和理论分析 ,提出了一个考虑弹塑性应变幅比重不同的损伤公式 ,并与其它五种损伤公式寿命预测的结果做了比较。理论分析和实验结果表明损伤公式的寿命预测结果较其它公式的结... 介绍了复杂载荷下疲劳裂纹形成寿命预测的方法。基于实验结果和理论分析 ,提出了一个考虑弹塑性应变幅比重不同的损伤公式 ,并与其它五种损伤公式寿命预测的结果做了比较。理论分析和实验结果表明损伤公式的寿命预测结果较其它公式的结果有了一定的改善。如果考虑平均应力的修正 ,精度会进一步提高。由于损伤公式对不同载荷谱的敏感性不同 ,所以损伤公式对不同载荷谱的适用性仍需探讨。编制出的复杂载荷下寿命预测程序 ,适用性较强 ,且考虑了平均应力和残余应力的影响 。 展开更多

关键词 复杂载荷 裂纹形成寿命 疲劳裂纹 损伤公式 预测

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超载对无裂纹缺陷试件疲劳寿命的影响 被引量：1

10

作者 秦瑞清 金平 《海军航空工程学院学报》 2005年第2期288-290,共3页

采用无裂纹缺陷试件进行疲劳试验得到试件的疲劳寿命,同时利用考虑了记忆特性的局部应力应变法对试件的疲劳寿命进行定量分析.主要讨论了材料的记忆特性与可用性系数,采用Neuber近似解法求出局部应力应变,然后按照Manson-Coffin公式求... 采用无裂纹缺陷试件进行疲劳试验得到试件的疲劳寿命,同时利用考虑了记忆特性的局部应力应变法对试件的疲劳寿命进行定量分析.主要讨论了材料的记忆特性与可用性系数,采用Neuber近似解法求出局部应力应变,然后按照Manson-Coffin公式求出各级载荷的疲劳寿命和对应的疲劳损伤,采用Miner疲劳累积损伤理论估算疲劳寿命,最后讨论了超载对裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命的影响. 展开更多

关键词 疲劳寿命 裂纹缺陷 试件 超载 局部应力应变法 Neuber 疲劳累积损伤 裂纹扩展寿命 裂纹形成寿命 记忆特性 MINER 疲劳试验 定量分析 近似解法 疲劳损伤 理论估算 可用性

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疲劳缺口系数K_f确定方法的研究 被引量：2

11

作者 谢根栓 王茂廷 《力学与实践》 CSCD 北大核心 1991年第2期36-40,共5页

本文从实验和理论上对疲劳缺口系数进行了研究和探讨.着重考查了由名义应力转换为局部应力或应变时的转换因子对 Smi-th 损伤参量的影响.理论计算和实验结果均表明:当名义应力较大时,疲劳缺口系数与载荷关系不大,可以用其平均值作为疲... 本文从实验和理论上对疲劳缺口系数进行了研究和探讨.着重考查了由名义应力转换为局部应力或应变时的转换因子对 Smi-th 损伤参量的影响.理论计算和实验结果均表明:当名义应力较大时,疲劳缺口系数与载荷关系不大,可以用其平均值作为疲劳缺口系数. 展开更多

关键词 疲劳缺口系数 裂纹 形成寿命

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横隔板弧形缺口疲劳性能试验研究 被引量：1

12

作者 何志刚 蔺鹏臻 刘应龙 《兰州交通大学学报》 CAS 2021年第2期23-28,37,共7页

为研究正交异性钢桥面板横隔板弧形缺口易损细节的受力特性和疲劳性能,根据某钢箱梁尺寸制作了单U肋足尺模型,进行了120 kN荷载幅的疲劳试验,并分别采用热点应力法和名义应力法评估了弧形缺口焊接细节及非焊接细节的疲劳寿命.试验结果表... 为研究正交异性钢桥面板横隔板弧形缺口易损细节的受力特性和疲劳性能,根据某钢箱梁尺寸制作了单U肋足尺模型,进行了120 kN荷载幅的疲劳试验,并分别采用热点应力法和名义应力法评估了弧形缺口焊接细节及非焊接细节的疲劳寿命.试验结果表明,足尺模型两个弧形缺口焊缝端部位于U肋腹板上的焊趾处分别在经历31.7万次和58.3万次的加载后出现裂纹,焊接质量是两处细节疲劳性能差异显著的原因;100万次加载后未见其他新裂纹出现.基于IIW推荐的FAT90级和F100级两条热点应力S-N曲线对焊缝端部细节进行寿命评估时,位于U肋腹板上细节的疲劳寿命分别是35.2万次和48.8万次,位于横隔板母材上细节的疲劳寿命分别是161.9万次和224.0万次;基于Eurocode 3中的71级名义应力S-N曲线评估的弧形缺口自由边细节的疲劳寿命是302.2万次.研究结果表明,弧形缺口焊缝端部位于U肋腹板上细节最易出现疲劳裂纹,实际工程中应重点关注;推荐采用IIW中的FAT90级热点应力S-N曲线对该细节疲劳寿命进行评估. 展开更多

关键词 正交异性钢桥面板 弧形缺口 疲劳试验 裂纹 疲劳寿命

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基于损伤力学模型的概率疲劳寿命预测方法 被引量：2

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作者 刘潇然 孙秦 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期424-430,共7页

基于金属结构危险点复杂应力状态下的疲劳损伤演化模型,利用材料的p-S^N曲线等对其部分损伤参数和材料参数进行概率化处理,提出了一种通过随机抽样计算危险点概率裂纹形成寿命的方法,讨论了损伤演化模型参数的基本概率特性以及相关性概... 基于金属结构危险点复杂应力状态下的疲劳损伤演化模型,利用材料的p-S^N曲线等对其部分损伤参数和材料参数进行概率化处理,提出了一种通过随机抽样计算危险点概率裂纹形成寿命的方法,讨论了损伤演化模型参数的基本概率特性以及相关性概念,采用拉丁超立方抽样方法实现了概率损伤参数的随机抽样,由此进行不同采样点的疲劳损伤累积,继而得到危险点的疲劳裂纹形成寿命。将损伤演化模型以UMAT子程序的形式嵌入ABAQUS软件系统中,给定结构模型及疲劳加载历程,即可用于复杂结构的疲劳寿命分析。结合铝合金2024-T3直耳片的疲劳试验,对其危险点的疲劳损伤及裂纹形成寿命概率分布进行了数值计算,初步表明了新算法模型的合理性。 展开更多

关键词 损伤演化模型 概率裂纹形成寿命 拉丁超立方抽样 疲劳损伤累积

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沥青混合料疲劳过程的损伤力学分析 被引量：34

14

作者 唐雪松 蒋持平 郑健龙 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期92-98,共7页

采用损伤力学方法研究沥青混合料的疲劳失效问题。针对悬壁梁弯曲疲劳试件，推导出疲劳过程中应力场、损伤场和疲劳裂纹形成寿命的工程封闭公式。根据沥青混合料特点，提出一种模拟疲劳裂纹扩展的特征单元失效模式，从而将疲劳裂纹形成... 采用损伤力学方法研究沥青混合料的疲劳失效问题。针对悬壁梁弯曲疲劳试件，推导出疲劳过程中应力场、损伤场和疲劳裂纹形成寿命的工程封闭公式。根据沥青混合料特点，提出一种模拟疲劳裂纹扩展的特征单元失效模式，从而将疲劳裂纹形成与扩展两个阶段统一用损伤力学理论进行描述和分析。本文对沥青混合料试件的疲劳裂纹形成寿命与扩展寿命分段进行了预测，还对疲劳过程中刚度衰减及位移幅值的演化过程进行了数值模拟计算。理论预期与实验结果吻合良好。 展开更多

关键词 沥青混合料 损伤力学 疲劳寿命预测 疲劳裂纹形成 道路

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线膛复合身管无座力炮内衬厚度影响分析 被引量：2

15

作者 王星红 陶钢 李召 《兵工自动化》 2020年第7期52-55,70,共5页

针对线膛复合身管无座力炮内衬厚度与疲劳寿命关系研究较少的问题,对线膛复合身管无座力炮内衬厚度对火炮的影响进行研究。选择各向同性弹性材料模型,使用有限元软件ls-dyna进行数值仿真,结合局部应力应变法,分析了弹丸挤进、内压载荷... 针对线膛复合身管无座力炮内衬厚度与疲劳寿命关系研究较少的问题,对线膛复合身管无座力炮内衬厚度对火炮的影响进行研究。选择各向同性弹性材料模型,使用有限元软件ls-dyna进行数值仿真,结合局部应力应变法,分析了弹丸挤进、内压载荷对不同厚度内衬和纤维等级复合材料层的线膛复合身管裂纹形成寿命的影响。计算结果表明:增加内衬厚度可以有效减小局部最大应变,高等级的碳纤维更加适合轻质量无座力炮的减重。 展开更多

关键词 复合材料 内衬厚度 弹带挤进 内压载荷 LS-DYNA 疲劳裂纹形成寿命

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