疲劳短裂纹萌生及发展的细观过程和理论 被引量：45

1

作者 洪友士 方飚 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1993年第4期468-486,共19页

本文综述了疲劳短裂纹研究的进展和现状,包括关于短裂纹的属性,短裂纹萌生和发展的细观过程以及描述短裂纹行为的若干模型。

关键词 疲劳短裂纹 裂纹萌生 裂纹扩展

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短裂纹群体行为及疲劳寿命预测 被引量：17

2

作者 乔宇 洪友士 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1997年第4期489-503,共15页

综述了疲劳短裂纹群体行为研究的进展与现状，包括短裂纹群体行为的实验观察，裂纹数密度演化与守恒。

关键词 疲劳短裂纹 裂纹群体行为 裂纹数密度 疲劳寿命

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疲劳短裂纹评定方法新进展 被引量：14

3

作者 郭隽 郭成璧 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期38-42,共5页

回顾了疲劳短裂纹评定方法的近期进展 ,着重介绍了几种疲劳短裂纹的物理模拟方法 ,面形单裂纹蒙特卡罗法 ,群体裂纹损伤的蒙特卡罗法 ,复合因子损伤法 ,分形方法 ,统计分析法以及细观力学方法。

关键词 疲劳短裂纹 数值模拟 物理模型 可视化模拟 评定方法

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预腐蚀铝合金材料裂纹萌生寿命评估 被引量：14

4

作者 李旭东 穆志韬 +1 位作者 刘治国 朱武峰 《装备环境工程》 CAS 2012年第5期24-28,共5页

铝合金在航空工业中广泛应用,因此对于铝合金构件的寿命评估很重要。利用扫描电子显微镜(SEM)原位观测技术,研究了预腐蚀铝合金试件在循环应力作用下的疲劳裂纹萌生和扩展行为。结果表明腐蚀坑对于裂纹萌生扩展行为具有强烈的影响。基... 铝合金在航空工业中广泛应用,因此对于铝合金构件的寿命评估很重要。利用扫描电子显微镜(SEM)原位观测技术,研究了预腐蚀铝合金试件在循环应力作用下的疲劳裂纹萌生和扩展行为。结果表明腐蚀坑对于裂纹萌生扩展行为具有强烈的影响。基于局部应变法,提出了一种预测带有腐蚀损伤的铝合金疲劳裂纹萌生寿命的评估公式。 展开更多

关键词 铝合金 原位技术 预腐蚀 疲劳短裂纹

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残余应力对接触疲劳裂纹萌生寿命的影响 被引量：9

5

作者 李友国 康国政 +2 位作者 汪长安 窦鹏 王进 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1664-1667,共4页

采用光学显微镜跟踪测量法研究了支承辊钢滚动接触疲劳垂直短裂纹的形成和不扩展特性.结果表明: 这种短裂纹生成很快、初始扩展速率非常高,但很快就停止扩展;经过大约表面损伤寿命的70%～80%周次循环后,一部分短裂纹又转向沿圆周方向且... 采用光学显微镜跟踪测量法研究了支承辊钢滚动接触疲劳垂直短裂纹的形成和不扩展特性.结果表明: 这种短裂纹生成很快、初始扩展速率非常高,但很快就停止扩展;经过大约表面损伤寿命的70%～80%周次循环后,一部分短裂纹又转向沿圆周方向且平行于表面扩展,并具有长裂纹扩展特征.利用垂直短裂纹的这种不扩展特性及其可跟踪性,将其转向扩展作为区分长短裂纹分界点判据.根据这种判据,实验测得残余拉压应力下的寿命比为0.5～0.54, 与理论计算的残余拉压应力下的寿命比0.333～0.375相差较大. 展开更多

关键词 热轧 滚动接触疲劳 疲劳短裂纹 疲劳裂纹萌生寿命 残余应力 棘轮效应

原文传递

高温低周疲劳表面短裂纹合体与干涉行为的实验研究及数值模拟 被引量：12

6

作者 王璐 王正 于淼 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期642-646,共5页

依据16MnR材料三维应力状态下高温低周疲劳表面短裂纹的实验分析结果,提出一种表面随机分布短裂纹群体演化行为模型。模型计及材料细观结构影响及裂纹相互之间的干涉效应,并用该模型对16MnR材料表面疲劳短裂纹萌生、扩展、合体与干涉的... 依据16MnR材料三维应力状态下高温低周疲劳表面短裂纹的实验分析结果,提出一种表面随机分布短裂纹群体演化行为模型。模型计及材料细观结构影响及裂纹相互之间的干涉效应,并用该模型对16MnR材料表面疲劳短裂纹萌生、扩展、合体与干涉的全过程进行数值模拟分析,结果表明模拟结果与实验结果基本一致。该模型能有效用于短裂纹的模拟。 展开更多

关键词 疲劳短裂纹 数值模拟 合体与干涉

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基于局域分析的疲劳短裂纹群体演化随机模型 被引量：5

7

作者 乔宇 洪友士 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第5期564-571,共8页

采用局域裂纹数密度描述金属材料中不同局部区域的疲劳短裂纹群体损伤的发展情况通过考虑在不同局域存在的材料性质的随机涨落及局部损伤对损伤总量发展的影响，建立了局域裂纹数密度演化随机方程对方程数值求解从而模拟了材料的疲... 采用局域裂纹数密度描述金属材料中不同局部区域的疲劳短裂纹群体损伤的发展情况通过考虑在不同局域存在的材料性质的随机涨落及局部损伤对损伤总量发展的影响，建立了局域裂纹数密度演化随机方程对方程数值求解从而模拟了材料的疲劳短裂纹损伤过程结果显示出主裂纹出现的随机性。 展开更多

关键词 疲劳短裂纹 局域裂纹数密度 群体损伤 随机演化

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不锈钢管道焊缝金属疲劳短裂纹行为的实验研究 Ⅱ.裂纹萌生、扩展与交互作用 被引量：8

8

作者 赵永翔 高庆 王金诺 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第9期937-943,共7页

基于“有效短裂纹准则”，用复型研究了１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢管道焊缝金属光滑试样表面的短裂纹萌生、扩展与交互作用行为，结果表明：有效短裂纹（ＥＳＦＣｓ）萌生于δ铁素体与奥氏体基体的交界处．ＥＳＦＣｓ扩展具有明显微观... 基于“有效短裂纹准则”，用复型研究了１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢管道焊缝金属光滑试样表面的短裂纹萌生、扩展与交互作用行为，结果表明：有效短裂纹（ＥＳＦＣｓ）萌生于δ铁素体与奥氏体基体的交界处．ＥＳＦＣｓ扩展具有明显微观结构短裂纹（ＭＳＣ）和物理短裂纹（ＰＳＣ）两阶段特征．主导有效短裂纹（ＤＥＳＦＣ）行为是 ＥＳＦＣｓ交互作用的结果，适于表征短裂纹行为ＤＥＳＦＣ扩展率的分散性与 ＥＳＦＣｓ密度的分散性有关，说明 ＤＥＳＦＣ裂尖前沿扩展条件的差异及其演化是 ＤＥＳＦＣ随机扩展行为的本质原因．这一差异也是材料疲劳寿命和循环应力一应变响应存在分散性的本质原因． 展开更多

关键词 不锈钢管道 焊缝金属 疲劳短裂纹 裂纹萌生

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基于疲劳短裂纹行为的疲劳寿命估算方法 被引量：7

9

作者 吕文阁 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期18-20,共3页

在疲劳短裂纹形成和扩展行为研究基础上 ,提出了一种疲劳寿命估算方法。计算结果表明 ,该方法具有满意的预测精度。

关键词 疲劳短裂纹 寿命估算 材料 结构

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45CrNiMoVA钢的低周疲劳特性和表面疲劳裂纹的在位观测 被引量：6

10

作者 龚明 刘云平 +2 位作者 赵建华 董本涵 高鹏飞 《实验力学》 CSCD 北大核心 2001年第1期86-92,共7页

利用 MTS81 0材料试验机对带中心圆孔的 45 Cr Ni Mo VA钢低周疲劳特性进行了研究 ,并借助长焦显微镜和 CCD摄像头对试样表面裂纹的演化规律进行了在位停机观测和在位不停机连续观测尝试 .试验发现 ,裂纹均萌生于与拉伸应力垂直的圆孔边... 利用 MTS81 0材料试验机对带中心圆孔的 45 Cr Ni Mo VA钢低周疲劳特性进行了研究 ,并借助长焦显微镜和 CCD摄像头对试样表面裂纹的演化规律进行了在位停机观测和在位不停机连续观测尝试 .试验发现 ,裂纹均萌生于与拉伸应力垂直的圆孔边缘 ;疲劳裂纹的萌生与 Lüders形变带密切相关 ,萌生期超过整个疲劳寿命的 70 % .主裂纹的发展既可以共面扩展的方式向前连续延伸 ,也可以裂纹连接的方式向前跳跃传播 .应力控制的低周疲劳条件下 ,疲劳寿命与应力幅存在良好的双对数线性关系 .采用连续光源照明在位停机观测可以得到较好表面形貌图像 。 展开更多

关键词 疲劳短裂纹 应力集中 在位观测 钢

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中碳贝氏体钢滚动接触疲劳的裂纹萌生 被引量：5

11

作者 梅冰 李友国 +1 位作者 汪长安 窦鹏 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期1569-1571,1575,共4页

为了优化中碳贝氏体钢支承辊的磨削换辊工艺,研究了其接触疲劳时的裂纹萌生和扩展。在JPM-1B型接触疲劳试验机上测定了水润滑条件下的接触疲劳失效寿命曲线,并以裂纹沿平行表面方向扩展为判断标准,通过解剖试样的方法测定了裂纹萌生寿... 为了优化中碳贝氏体钢支承辊的磨削换辊工艺,研究了其接触疲劳时的裂纹萌生和扩展。在JPM-1B型接触疲劳试验机上测定了水润滑条件下的接触疲劳失效寿命曲线,并以裂纹沿平行表面方向扩展为判断标准,通过解剖试样的方法测定了裂纹萌生寿命曲线。结果显示两条曲线均在最大接触应力为0.86GPa处发生弯折,裂纹萌生寿命约为失效寿命的70%～80%。在扫描电镜下对试样观察发现:当接触应力较低时垂直裂纹占主导地位,而接触应力较高时棘齿裂纹占主导地位。这两种裂纹都具有一般短裂纹的特点。 展开更多

关键词 中碳贝氏体钢 滚动接触疲劳 裂纹萌生寿命 疲劳短裂纹 支承辊 裂纹扩展 疲劳失效寿命

原文传递

疲劳短裂纹形成和扩展的划分定义探讨 被引量：4

12

作者 吕文阁 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 1999年第6期18-19,25,共3页

根据对疲劳短裂纹生长行为的分析，将疲劳短裂纹形成和扩展过程划分为微观结构显著影响阶段和稳定生长阶段。综合考虑力学和材料两方面因素，给出了如下划分定义：疲劳短裂纹形成阶段为微观结构显著影响阶段；疲劳短裂纹扩展阶段为稳定... 根据对疲劳短裂纹生长行为的分析，将疲劳短裂纹形成和扩展过程划分为微观结构显著影响阶段和稳定生长阶段。综合考虑力学和材料两方面因素，给出了如下划分定义：疲劳短裂纹形成阶段为微观结构显著影响阶段；疲劳短裂纹扩展阶段为稳定生长阶段。通过有关文献分析并结合本试验观察，确定了疲劳短裂纹形成和扩展划分的临界裂纹长度为平均晶粒尺寸的5倍。 展开更多

关键词 疲劳 裂纹 力学性能 裂纹扩展 疲劳短裂纹

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温度对铝合金材料疲劳短裂纹萌生行为影响的研究 被引量：8

13

作者 李旭东 刘治国 +1 位作者 穆志韬 朱武峰 《海军航空工程学院学报》 2012年第6期655-658,共4页

利用扫描电镜(SEM)原位观测技术,研究了高温下铝合金试件在循环应力作用下的疲劳短裂纹萌生行为,结果表明,温度对于短裂纹行为具有强烈的影响。基于局部应变法,文中提出了一种预测温度作用下的铝合金疲劳裂纹短萌生寿命的评估公式。

关键词 铝合金 原位技术 温度 疲劳短裂纹

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一种等应力试样中的疲劳短裂纹行为 被引量：6

14

作者 洪友士 吕永华 郑哲敏 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1990年第1期A046-A052,共7页

设计了一种三角形试样,当施加弯曲载荷时,该试样等腰三角形段内的表面拉应力为常数。采用振动试验机对所设计的试样进行疲劳试验,以研究一种焊接金属表面疲劳短裂纹萌生和发展特征。结果表明,疲劳短裂纹起源于铁素体晶内的滑移带。随疲... 设计了一种三角形试样,当施加弯曲载荷时,该试样等腰三角形段内的表面拉应力为常数。采用振动试验机对所设计的试样进行疲劳试验,以研究一种焊接金属表面疲劳短裂纹萌生和发展特征。结果表明,疲劳短裂纹起源于铁素体晶内的滑移带。随疲劳周次增加,短裂纹发展以裂纹密度不断增加为主要特征。短裂纹的汇合造成裂纹发展且裂纹路径以穿晶为主。 展开更多

关键词 等应力试样 疲劳短裂纹 焊接金属

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高温疲劳短裂纹萌生与扩展的实验研究 被引量：2

15

作者 郭隽 陈飞 郭成璧 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期423-425,共3页

对 2 2 5Cr 1Mo合金钢进行高温疲劳表面短裂纹的观测试验 ,采用中断试验和复膜方法观测短裂纹萌生扩展的演化过程 ,研究短裂纹数密度和平均长度随循环次数及载荷条件的变化特征。结果表明 ,高温疲劳损伤是由晶界孔洞开始的 ,晶界孔洞... 对 2 2 5Cr 1Mo合金钢进行高温疲劳表面短裂纹的观测试验 ,采用中断试验和复膜方法观测短裂纹萌生扩展的演化过程 ,研究短裂纹数密度和平均长度随循环次数及载荷条件的变化特征。结果表明 ,高温疲劳损伤是由晶界孔洞开始的 ,晶界孔洞相互联结合体形成细观组织短裂纹 ;短裂纹在接近应力轴垂直方向的晶界上随机萌生和扩展 ;在寿命前期和中期疲劳损伤以裂纹萌生为主要形式 ,寿命后期由于裂纹数目增多 ,裂纹间合体效果增强 ,促使主裂纹迅速形成和长大 ,从而导致最终的疲劳失效 ;加载应变范围越大或温度越高 ,裂纹萌生和扩展越快 。 展开更多

关键词 高温疲劳 疲劳短裂纹 裂纹萌生与扩展

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LZ50车轴钢疲劳短裂纹萌生的数值模拟 被引量：6

16

作者 徐延海 赵永翔 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期589-593,共5页

针对LZ50车轴钢的疲劳短裂纹应用数值方法对疲劳短裂纹在LZ50车轴钢中的萌生进行了数值模拟。利用二维Voronoi图随机地生成了该材料的微观结构。根据对疲劳试样所施加的载荷,结合有限元法得到了该微观结构中应力和应变的分布规律。最后... 针对LZ50车轴钢的疲劳短裂纹应用数值方法对疲劳短裂纹在LZ50车轴钢中的萌生进行了数值模拟。利用二维Voronoi图随机地生成了该材料的微观结构。根据对疲劳试样所施加的载荷,结合有限元法得到了该微观结构中应力和应变的分布规律。最后利用材料的疲劳S-N曲线和裂纹萌生的概率方法给出了在不同循环周次下LZ50钢中疲劳短裂纹的萌生过程。该数值模拟的结果可用于进一步分析LZ50车轴钢中疲劳短裂纹的扩展和群体演化行为。文中还指出在单向拉压的工况下,短裂纹的萌生方向主要受到与载荷方向相一致的应变影响,最大剪应变方向萌生方向的夹角为45°。 展开更多

关键词 疲劳短裂纹 裂纹萌生 数值模拟 LZ50车轴钢

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金属材料疲劳损伤与力学性能退化机制研究 被引量：2

17

作者 吴志学 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期216-218,共3页

研究了中碳钢光滑试样在经历了不同程度的疲劳损伤以后 ,其力学性能退化机制与试样表面短裂纹之间的关系。结果表明 ,疲劳损伤会引起材料力学性能产生一定程度的退化 ,这一退化现象与试样表面短裂纹的演化过程密切相关。同时也对力学性... 研究了中碳钢光滑试样在经历了不同程度的疲劳损伤以后 ,其力学性能退化机制与试样表面短裂纹之间的关系。结果表明 ,疲劳损伤会引起材料力学性能产生一定程度的退化 ,这一退化现象与试样表面短裂纹的演化过程密切相关。同时也对力学性能退化机制进行了讨论。 展开更多

关键词 疲劳损伤 力学性能 疲劳短裂纹 损伤演化 退化 金属材料

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钛合金焊缝金属表面疲劳短裂纹的分形研究 被引量：4

18

作者 回丽 曹志韬 +1 位作者 谢里阳 何雪浤 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期790-792,共3页

采用覆型技术,对TC2钛合金焊缝金属表面疲劳短裂纹群体演化行为进行了实验研究,并应用分形理论对实验观测结果进行了分析·结果表明,钛合金焊缝金属表面群体疲劳短裂纹演化行为具有分形特征;随着疲劳进程中循环次数的不断增加,分形... 采用覆型技术,对TC2钛合金焊缝金属表面疲劳短裂纹群体演化行为进行了实验研究,并应用分形理论对实验观测结果进行了分析·结果表明,钛合金焊缝金属表面群体疲劳短裂纹演化行为具有分形特征;随着疲劳进程中循环次数的不断增加,分形维数也随之增大,对应着材料的损伤在不断加剧;分形维数可以作为一个损伤变量,更好地描述材料的疲劳损伤及演化· 展开更多

关键词 钛合金 焊缝金属 疲劳短裂纹 分形 分形维数

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金属材料疲劳短裂纹扩展研究综述 被引量：5

19

作者 秦建兵 《航空工程进展》 CSCD 2019年第2期247-254,269,共9页

本文论述了近几十年来国内外关于疲劳短裂纹的一些理论模型和实验现象等;重点研究了短裂纹的"V"型扩展规律及其特有的非扩展裂纹行为;通过各种不同复杂程度的理论模型,说明了短裂纹"V"型扩展规律,并给出了非扩展裂... 本文论述了近几十年来国内外关于疲劳短裂纹的一些理论模型和实验现象等;重点研究了短裂纹的"V"型扩展规律及其特有的非扩展裂纹行为;通过各种不同复杂程度的理论模型,说明了短裂纹"V"型扩展规律,并给出了非扩展裂纹的计算方法;通过试验方法,分析了物件的形式、缺口塑性区、微观结构和试验环境等因素对短裂纹的"V"型扩展规律和非扩展裂纹行为的影响。 展开更多

关键词 金属材料 疲劳短裂纹 非扩展裂纹 晶界 滑移带

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两种终加工工艺下LZ50车轴钢疲劳短裂纹扩展行为对比研究 被引量：5

20

作者 杨冰 赵永翔 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期34-39,共6页

为研究两种常用终加工工艺对LZ50车轴钢疲劳短裂纹扩展行为的影响,分别进行7个精车试样和6个表面滚压试样的短裂纹复型实验。观察结果表明:精车与滚压试样的主导短裂纹扩展率在微观结构短裂纹(MSC)阶段均出现2次明显下降,这一现象源于... 为研究两种常用终加工工艺对LZ50车轴钢疲劳短裂纹扩展行为的影响,分别进行7个精车试样和6个表面滚压试样的短裂纹复型实验。观察结果表明:精车与滚压试样的主导短裂纹扩展率在微观结构短裂纹(MSC)阶段均出现2次明显下降,这一现象源于两种不同微观结构障碍的固有约束;此外,在MSC阶段,给定主导短裂纹尺度下的精车试样裂纹扩展率明显高于表面滚压试样,随着裂纹尺度和扩展驱动力的增加,这种差异逐渐减小。通过比较5种常用的统计分布函数,确定极小值分布为主导短裂纹尺度-扩展率关系的良好假设分布函数,并对相关统计演化规律进行阐述。最后,获得典型试样的短裂纹扩展率曲线。这些曲线反映了主导短裂纹在整个扩展过程中的周期性减速特征,与实验数据吻合良好。 展开更多

关键词 疲劳短裂纹 精车 表面滚压 裂纹扩展率 LZ50车轴钢

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