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题名合金材料超高周疲劳的机理与模型综述
被引量：29
- 1
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作者
洪友士
孙成奇
刘小龙
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机构
中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室
中国科学院大学工程科学学院
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出处
《力学进展》
EI
CSCD
北大核心
2018年第1期1-65,共65页
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基金
国家自然科学基金(11572325)
中国科学院战略性先导科技专项(B类)(XDB22040503
XDB22020201)资助项目
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文摘
在循环载荷作用下,合金材料发生裂纹萌生、扩展直至断裂的周次在10~7以上的过程被称为超高周疲劳(very-high-cycle fatigue,VHCF).本综述将从30年前超高周疲劳的研究起源讲起,直到近年的最新进展.引言之后的内容包括:超高周疲劳研究的起源,超高周疲劳的主要特征,超高周疲劳裂纹萌生特征区和特征参量,裂纹萌生特征区的形成机理与模型,超高周疲劳性能预测模型.在叙述中,试图回答下列问题:什么是超高周疲劳?为什么要研究超高周疲劳?超高周疲劳的关键科学问题是什么?超高周疲劳的S-N曲线趋势为什么发生变化?超高周疲劳裂纹为什么萌生于材料(试样)内部?裂纹内部萌生的过程和机理是什么?上述问题有的可以给出明确的回答,有的则是现阶段的最新结果,并有待于对问题的继续探索.
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关键词
超高周疲劳
裂纹萌生
特征尺度
疲劳强度
疲劳寿命
合金材料
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Keywords
very-high-cycle fatigue (VHCF)
crack initiation
characteristic dimension
fatigue strength
fatigue life
metallic materials
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分类号
O346.2
[理学—固体力学]
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题名郑哲敏先生学术成长之路初探
被引量：1
- 2
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作者
丁雁生
金和
李和娣
洪友士
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机构
中国科学院力学研究所
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出处
《力学与实践》
北大核心
2022年第4期978-985,共8页
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文摘
2012年度国家最高科学技术奖获奖者郑哲敏先生,于2021年8月25日病逝,享年97岁。我们曾在先生指导下学习和工作,并受先生委托承担采集先生的学术成长资料的任务。在先生逝世周年之际,我们撰文缅怀先生,尝试探讨先生学术成长之路,期待为弘扬先生的科学精神尽一份力。
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关键词
成长之路
国家最高科学技术奖
郑哲敏
学术成长
缅怀先生
获奖者
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分类号
O3
[理学—力学]
K826.11
[历史地理—历史学]
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题名试样疲劳性能尺度效应的概率控制体积方法
被引量：7
- 3
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作者
李亚波
宋清源
杨凯
陈一萍
孙成奇
洪友士
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机构
中车青岛四方机车车辆股份有限公司工程实验室
中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室
中国科学院大学工程科学学院
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第5期1363-1371,共9页
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基金
国家自然科学基金(91860112)
中国科学院战略性先导科技专项(XDB22020200)
中国铁路总公司科技研究开发计划课题(P2018J003)资助项目
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文摘
试样尺度、缺口和加载方式通常对材料的疲劳性能具有重要影响.因此,发展关联试样尺度、缺口和加载方式对疲劳强度影响的方法对于从材料疲劳性能到结构件疲劳性能的预测具有重要意义.首先,采用旋转弯曲加载和轴向加载方式对不同几何形状EA4T车轴钢试样进行了疲劳实验.实验结果表明,由于试样尺度的增加,轴向加载下狗骨形试样的疲劳强度明显低于沙漏形试样;相同寿命下,缺口显著降低试样的疲劳强度.疲劳断口扫描电镜观测结果表明,疲劳裂纹均起源于试样表面.沙漏形试样和狗骨形试样疲劳断口大多只有一个裂纹源,而缺口试样疲劳断口均具有多裂纹源特征.然后,采用概率控制体积方法研究了试样尺度、缺口和加载方式对疲劳强度的影响,并与临界距离和应变能密度方法进行了比较.结果表明,概率控制体积方法能够更好地关联试样尺度、缺口和加载方式对EA4T车轴钢疲劳强度的影响.最后,提出一种基于控制体积的结构件疲劳强度预测方法,并用于具有不连续高应力区域车轴钢试样的疲劳强度预测,预测结果与实验结果吻合.
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关键词
EA4T车轴钢
尺度效应
缺口效应
加载方式
疲劳强度
控制体积方法
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Keywords
EA4T steel
size effect
notch effect
loading type
fatigue strength
control volume method
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分类号
O346.2
[理学—固体力学]
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题名再论超高周疲劳裂纹萌生特征区
被引量：3
- 4
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作者
洪友士
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机构
中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室(LNM)
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期2101-2118,共18页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11932020)。
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文摘
关于合金材料超高周疲劳,笔者提出了裂纹萌生特征区及特征参数的概念,并提出了“大数往复挤压”模型揭示裂纹萌生特征区形成机理.对于高强钢,该特征区为断裂面的细颗粒区;对于钛合金,该特征区为断裂面的粗糙区.近年,关于合金材料超高周疲劳裂纹萌生过程与机理受到疲劳领域广泛关注,并有若干研究新进展.对此,有几个问题需要进一步论述,包括:(1)微结构细化并演化为纳米晶层的裂纹萌生特征区是发生在裂纹形成之前或之后?(2)特征区的形成与加载应力比的关系?(3)特征区纳米晶层的厚度、连续性和微结构细化程度?(4)特征区的形成是否需要真空环境?此外,不同高强合金和不同加载方式的特征区形态也有新的进展.本文将基于近年文献中的结果,对这些问题进行综合论述.本文还简要论述了裂纹萌生特征区概念和大数往复挤压模型的启示,包括:合金材料超高周疲劳特性的评估与预测、提高增材合金材料超高周疲劳性能的途径、制备纳米晶薄层材料的可能性.在郑哲敏先生仙逝一周年之际,以此文告慰我的导师郑先生.
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关键词
超高周疲劳
裂纹萌生
特征区
高强钢
钛合金
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Keywords
very-high-cycle fatigue
crack initiation
characteristic region
high-strength steels
titanium alloys
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分类号
O34
[理学—固体力学]
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题名涡激振动行波动力学特征的数值模拟
被引量：2
- 5
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作者
武晓东
张煜航
葛斐
洪友士
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机构
太原理工大学力学学院
西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室
中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室
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出处
《动力学与控制学报》
2018年第3期265-271,共7页
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基金
国家自然科学基金(11702185)
山西省高校创新科技项目(173230113-S)~~
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文摘
采用数值模拟分析了水中大长径比结构物涡激振动行波动力学特征,以及水动力学阻尼和模型初始张力对于行波动力学特征的影响.数值模拟模型采用改进的尾流振子模型,该模型考虑了涡激振动横向运动和顺流向运动之间的耦合,考虑了张力沿模型长度的变化和流体的耗散.给出了用于评估行波在整个振动波中所占比例的方法,该方法采用行波椭圆来定量表征行波所占的比例,即行波比.数值模拟结果显示,行波比总体上呈现随流速增加的趋势,但在模态阶数变化的临界流速上突然降低.水动力学阻尼显著影响着行波比,阻尼比越大,行波比越大,行波对于整个振动波的贡献就越大.不同张力情况下,行波比突然下降的临界速度不同.初始张力影响模型的固有频率,影响模态阶数发生转变的流速,从而影响了行波比突然下降的临界流速.
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关键词
涡激振动
数值模拟
行波
行波比
大长径比结构物
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Keywords
vortex-induced vibrations
numerical simulation
traveling wave
traveling wave ratio
long slender cylinder
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分类号
O353.4
[理学—流体力学]
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题名S38C车轴表层梯度材料的疲劳裂纹扩展性能研究
被引量：2
- 6
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作者
邹洪伟
李亚波
马丽英
洪友士
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机构
中车青岛四方机车车辆股份有限公司工程实验室
中国科学院力学研究所
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出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第4期106-110,共5页
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基金
国家自然科学基金项目(11172304,11202210).
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文摘
为研究S38C车轴表层梯度材料的疲劳裂纹扩展性能,直接从现车车轴截取试样,保持实际车轴表层具有的显微组织、硬度及其残余应力呈梯度变化的情况,采用三点弯曲加载方法,检测疲劳裂纹在硬化层、过渡层和芯部基体的扩展性能。结果表明,随着表层裂纹长度的增加,疲劳裂纹扩展速率呈现先增加后减小最后增加的趋势。通过测量不同表层深度位置的残余应力分布,发现距车轴表面深度0~3 mm内存在较大的残余应力压应力,使得疲劳裂纹扩展需要更大的驱动力,而距车轴表面深度3 mm后转变为拉应力,对疲劳裂纹扩展没有影响。
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关键词
S38C
三点弯曲
残余应力
裂纹扩展特性
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Keywords
S38C
the three-point bending
residual stress
crack growth characteristics
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分类号
TG113.25
[金属学及工艺—物理冶金]
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