张红霞
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裴飞飞
,
闫志峰
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王凯
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王文先
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刘晓晴
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吴广贺
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李咏梅
稀有金属材料与工程
采用红外热像法测量AZ31B镁合金板材在疲劳过程中表面温度场的变化,结果表明,当疲劳载荷大于疲劳强度时,镁合金试样表面的温度变化经历5个阶段:温度上升阶段、温度下降阶段、稳定阶段、断裂前的温升阶段和断裂后温度下降阶段.通过疲劳过程中镁合金试样表面的温度变化规律,基于不同的理论提出了2种预测疲劳寿命的方法:由试验过程中试样表面温升(△TM)特征确定其疲劳寿命,△TM-Nf曲线拟合结果表明,△TM=3.89℃为温升极限值,即△TM＞3.89℃时,试样会发生断裂,与实测疲劳试样的温升值(3.68℃)相比,误差为5.7％;利用能量法提出了镁合金疲劳寿命的计算公式,用能量法和传统试验方法分别绘制S-N曲线,结果具有很好的一致性,用2种方法分别计算了循环次数为1x107时的疲劳强度△σeφ=99.3 MPa、△σesN=99.8 MPa,误差为0.5％.采用红外热像法估算疲劳寿命具有简单、省时等优势.
关键词:
AZ31B镁合金
,
疲劳
,
红外热像法
,
疲劳寿命预测
,
能量法
李旭东
,
刘治国
,
穆志韬
,
朱武峰
腐蚀与防护
通过在EXCO溶液中浸润不同时间获得了LC9铝合金不同程度的腐蚀损伤,研究了在飞行谱作用下的LC9铝合金腐蚀坑萌生裂纹的扩展行为.结果表明,腐蚀损伤会严重降低试件的疲劳寿命,且腐蚀坑深度是描述腐蚀损伤和预测疲劳寿命的合适特征参数.基于AFGROW软件对预腐蚀试件疲劳寿命进行了预测,获得了较为有价值的结果.
关键词:
疲劳
,
腐蚀损伤
,
变幅载荷
,
裂纹扩展
,
疲劳寿命预测
孙国芹
,
牛江佩
,
王冬
,
陈树君
,
曹方莉
中国有色金属学报
通过对2219-T6铝合金搅拌摩擦焊对接接头进行金相观察、疲劳试验和显微硬度测量，对接头的不均匀性和疲劳性能进行分析。结果表明，接头最低硬度和疲劳源基本都在热影响区。基于接头各区的显微硬度、微观形貌及微拉伸试验测试，建立接头的弹塑性有限元模型，并在循环加载下模拟接头的应力和应变分布。利用Smith?Watson?Topper 损伤公式和性能薄弱区域的应力、应变数据对焊接接头进行疲劳寿命预测，预测结果与试验结果相比，寿命误差基本在两倍因子之内。
关键词:
2219-T6铝合金
,
FSW接头
,
搅拌摩擦焊
,
疲劳寿命预测
,
有限元模拟
童第华
,
吴学仁
,
刘建中
,
胡本润
,
陈勃
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.06.010
铸造钛合金ZTC4在飞机和航空发动机上应用日益广泛.深入研究ZTC4疲劳全寿命预测方法,旨在为航空构件的损伤容限设计和寿命预测探索新的途径.本文以宏观和微观结合的手段,采用板材试样的高周疲劳试验、中心裂纹试样的长裂纹扩展试验和扫描电子显微镜(SEM)的断口分析等三种试验,研究了ZTC4在室温恒幅载荷条件下的疲劳断口特征和裂纹扩展行为;对引起疲劳失效的主要原因-材料初始缺陷(夹杂或气孔)进行了定量表征;基于Newman裂纹闭合模型建立了ZTC4长裂纹的(da/dN)-△Keff基线数据;通过对平板内埋椭圆裂纹的断裂力学分析,从基于微观结构和断口分析统计确定的初始缺陷尺寸出发,对ZTC4在恒幅载荷条件下两种应力比的疲劳全寿命进行了预测和实验验证,得到了具有较好学术意义和工程应用价值的研究结果.
关键词:
铸造钛合金
,
小裂纹
,
疲劳寿命预测
,
裂纹闭合
黄其忠
,
郑津洋
,
胡军
,
任明法
,
张靖
玻璃钢/复合材料
采用等效应变法计算气瓶疲劳寿命的ASME压力容器规范,不能考虑多轴非比例加载效应,具有明显的不足.针对复合材料气瓶,采用修正的Brown-Miller算法研究其多轴低周疲劳寿命,并分析了自紧压力、金属内衬厚度和单层缠绕层厚度对复合材料气瓶疲劳寿命的影响,给出了提高复合材料气瓶疲劳寿命的方法.
关键词:
复合材料气瓶
,
多轴疲劳
,
疲劳寿命预测
,
有限元法
陈亚军
,
王艾伦
,
王付胜
,
王先超
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2016.5.011
研究了在航空载荷谱TWIST作用下2024铝合金的疲劳特性。对航空载荷谱进行简化处理,对比分析了理论推导、MATLAB程序模拟和疲劳试验给出的飞机疲劳寿命预测值,并微观观察疲劳失效断口特征,分析了失效机理。结果表明：理论推导、程序模拟和疲劳试验得到的疲劳寿命预测值分别为163800,158280和134249次飞行循环；程序模拟得到飞机巡航过程中实际阵风载荷和忽略极小波动载荷的疲劳寿命预测值分别为92314和92321次飞行循环；观察疲劳断口可以发现裂纹萌生形核起源于试验件近表面,疲劳裂纹的扩展以沿晶和穿晶两种方式进行,有明显的疲劳条带,在瞬时断裂区呈现韧窝形貌。
关键词:
铝合金
,
航空载荷谱
,
疲劳寿命预测
,
微观分析
金丹
,
缑之飞
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.000242
采用有限元方法针对缺口件多轴疲劳实验结果进行模拟.结果表明,相同路径条件下,随着缺口半径减小缺口根部附近的应力梯度显著增加.基于缺口根部应变值,采用等效应变法进行疲劳寿命预测,预测结果随缺口半径的减小而偏于保守.采用应力梯度法确定有效距离,相同路径下,随着缺口半径的减小有效距离减小;依据该有效距离处的等效应变进行疲劳寿命预测,总体预测结果较为分散且偏于不安全.基于实验及有限元模拟结果,提出了基于应变梯度的有效距离确定的新方法,大部分疲劳寿命预测结果位于2倍分散带内.
关键词:
Mod.9Cr-1Mo钢
,
缺口件
,
疲劳寿命预测
,
有效距离
,
应变梯度
陈勃
,
刘建中
,
胡本润
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.02.020
对2024-T3铝合金板材中心孔试样进行了疲劳裂纹扩展行为及寿命预测的理论和试验研究.采用疲劳条带与显微镜观测相结合的办法获得试样在块谱作用下孔边自然萌生裂纹扩展的α-N数据,并通过对断口的SEM观察获取试样的初始缺陷形状.利用基于裂纹闭合的小裂纹扩展分析程序FASTRAN3.9对试样α-N数据进行反推,建立了描述孔边裂纹细节原始疲劳质量的当量初始缺陷尺寸(EIFS)分布.以该分布为基础,采用FASTRAN3.9对试样进行了恒幅载荷下试样的中值疲劳S-N曲线的预测,预测结果与试验验证结果吻合较好.
关键词:
小裂纹扩展理论
,
中心孔试样
,
疲劳寿命预测
