靳巧玲
,
李国禄
,
王海斗
,
刘金娜
,
张建军
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.12.021
近年来,材料纳米级力学测试日益引起广大研究者的重视. 纳米压痕仪凭借极高的载荷和位移分辨率,广泛应用于材料表面的微纳米级力学性能的测试,包括硬度、弹性模量、塑性应变、薄膜界面结合强度以及材料疲劳特性等. 综述了几种纳米压痕和纳米冲击技术测试材料力学性能的方法和原理,介绍了纳米压痕技术在材料力学性能测试方面的若干先进应用实例及其测试机理,以及原子力显微镜和扫描探针显微镜在力学测试方面的原理和应用. 最后,提出了纳米压痕仪存在的若干问题,并对纳米压痕技术的发展进行了展望,认为纳米压痕技术结合有限元模拟建立材料疲劳断裂模型,是纳米压痕在力学测试方面发展的必然趋势.
关键词:
纳米级力学测试
,
纳米压痕仪
,
测试机理
,
力学性能
,
疲劳失效
张中奎
,
岳珠峰
,
温志勋
,
王佰智
,
刘大顺
稀有金属材料与工程
基于航空发动机涡轮盘榫槽结构特点及其工作状态,采用榫槽模拟件对GH4720合金的疲劳失效机理和裂纹扩展寿命进行了实验研究和理论分析.研究结果表明:GH4720合金榫槽模拟件的疲劳失效表现为3个阶段:(i)模拟涡轮盘榫槽处由于较高的应力集中而产生滑移,进而萌生裂纹;(ii)随着应力集中和循环载荷的持续,相邻晶粒间位错开动、发生滑移,裂纹在晶粒间传递;(iii)随着应力强度因子范围增大,剪应力和主应力交互作用、滑移系开动及位错在不同滑移系间的运动,裂纹快速扩展.在实验基础上建立了GH4720合金的疲劳裂纹扩展寿命模型,基于有限元分析的榫槽处的应力和裂纹扩展寿命模型得到的裂纹扩展寿命与实验结果相符,表明该裂纹扩展寿命模型可用于工程中预测涡轮盘的剩余寿命.
关键词:
GH4720合金
,
疲劳裂纹扩展寿命
,
榫槽
,
疲劳失效
朱有利
,
侯帅
,
王燕礼
,
边飞龙
,
管宇
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20150415
为了在紧固孔周引入均匀的残余压应力，以延长紧固孔构件的疲劳寿命、提高其抗应力腐蚀性能，利用ANSYS有限元软件，建立了轴对称弹塑性有限元模型，对直接芯棒冷挤压强化过程进行了仿真，特别是对芯棒的前锥段曲线结构形式进行了设计与分析，研究了前锥段曲线形式对残余应力场分布的影响。结果表明：孔壁表面的周向残余应力分布复杂且不均匀，比较而言，外凸型正弦曲线型芯棒所产生的残余压应力沿孔壁深度方向分布更加均匀；几种曲线形式的芯棒在上表面近孔边区域均产生了径向残余拉应力，在孔的挤入段产生了轴向残余拉应力，但外凸型正弦曲线型芯棒在上述区域所产生的残余拉应力较小，且分布区域也较小。
关键词:
冷挤压
,
残余应力
,
芯棒结构
,
疲劳失效
,
有限元分析
高翔
,
魏亚
,
王复明
,
钟燕辉
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160426.010
应用于基础设施维修加固的聚氨酯注浆材料通常承受反复荷载作用,对聚氨酯注浆材料进行循环压缩加载试验以测试其压缩疲劳性能,全程记录材料的应变响应,并在SEM下观测材料泡孔结构疲劳破坏的微观形貌特征.试验结果表明:材料在循环荷载下的响应分为三个阶段,第一阶段持续数十次,弹性应变递次增大;第二阶段应变值稳定;第三阶段在高应力水平下表现为疲劳破坏,在低应力水平下表现为循环硬化.对于0.3 g/cm3的试件,导致疲劳破坏的应力阈值α在0.7~0.8之间;而0.5 g/cm3试件的阈值在0.6~0.7之间.发生疲劳破坏时,材料的宏观表现为垂直于荷载方向的鼓出,微观表现为泡壁裂纹扩张和棱边屈曲.此外,提出疲劳损伤参数D表征材料模量在循环荷载下的演化,D可以敏感地捕捉低应力水平下第三阶段材料的循环硬化.
关键词:
聚氨酯
,
压缩疲劳
,
疲劳阈值
,
疲劳损伤
,
微观裂纹
史悦
,
董丽虹
,
王海斗
,
李国禄
,
刘慎水
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.03.021
疲劳失效是一种具有突然性和灾难性的失效形式,因此对材料的疲劳失效进行监测显得尤为重要.与传统的疲劳裂纹检测方法相比声发射技术能够对材料的疲劳失效过程进行实时、在线监测,因此在疲劳失效监测领域得到了广泛的应用.对声发射技术进行了简要的介绍,总结了声发射技术在疲劳失效过程监测和疲劳寿命预测两方面的研究进展,指出了当前研究中存在的问题并对其下一步的发展进行了展望.
关键词:
声发射技术
,
疲劳失效
,
定位
,
寿命预测
商国强
,
王新南
,
费跃
,
刘洲
,
米保卫
,
朱知寿
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2016.07.002
采用外观检查、扫描电镜(SEM)断口观察、金相(OM)检验等方法分析了TB8钛合金紧固件疲劳断裂后的断口形貌和显微组织,并对紧固件头部附近的受力情况进行了有限元模拟分析.研究结果表明,疲劳试验后头部完全断裂的TB8钛合金紧固件均为多源疲劳开裂,同时可见三块疲劳区域,主疲劳区扩展相对较充分,但疲劳裂纹扩展距离均较短.不同疲劳试验结果的TB8钛合金紧固件显微组织均由等轴初生α相和β转变组织组成,再结晶后的β晶粒较小,且没有形成明显的晶界;而通过有限元模拟计算可知,当挤头部圆角半径(R)接近于1.0mm,同时紧固件抛物线流线离倒角较远时,紧固件头部的疲劳性能较好,这与疲劳试验结果相一致.因此,通过减小镦制时丝材端面与模具型面的摩擦力,以控制TB8钛合金紧固件挤头部区域的流线形态,同时在满足技术要求的前提下尽量减小R的尺寸,可以获得较高的疲劳强度.
关键词:
TB8钛合金
,
紧固件
,
疲劳断裂
,
显微组织
陈亚军
,
黄彦
,
薛程丹
,
洪建国
有色金属工程
doi:10.3969/j.issn.2095-1744.2016.03.009
通过VIC-3D技术测量静态拉伸全场二维应变及应力,基于航空载荷谱进行动态载荷疲劳试验,利用扫描电子显微镜对试件断口进行观察,研究航空2024铝合金的力学性能.结果表明,利用Y方向应变随时间变化云图,可以探究裂纹出现及发展规律,疲劳试样在第34周循环,总第169 973次循环后发生疲劳断裂.疲劳断口可观察到疲劳源区、疲劳裂纹扩展区及瞬时断裂区,并呈扇形向外扩展.疲劳裂纹萌生于试件表面,裂纹扩展区二次长裂纹方向和裂纹扩展方向垂直,并存在疲劳辉纹,瞬时断裂区呈现出塑性断裂韧窝状形貌,局部存在冲击面形貌.
关键词:
铝合金
,
VIC-3D技术
,
航空载荷谱
,
疲劳失效
毕昆磊
,
裴峻峰
,
陈园丽
,
黄显茹
兵器材料科学与工程
针对钻井往复泵动力端轴承的失效问题，利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）等设备对NUP206轴承的疲劳失效进行分析。结果表明：轴承内圈和滚动体表面剥落较严重，而轴承外圈内表面剥落较轻；在轴承内、外圈和滚动体表面，其主要成分为C和Fe元素；轴承内圈表面及滚动体均存在鱼鳞状剥落凹坑；试验轴承的失效形式为疲劳失效。
关键词:
钻井往复泵
,
轴承
,
疲劳失效
