金属疲劳裂纹扩展率曲线与S-N曲线之间的关系(英文) 被引量：13

1

作者 崔维成 《船舶力学》 EI 2002年第6期93-106,共14页

目前有两种不同的理论用于预报金属结构的疲劳寿命。一种是基于S-N曲线的累积疲劳损伤理论 ,另一种是基于裂纹扩展率曲线的疲劳裂纹扩展理论。如果都把一个构件的最终断裂作为疲劳破坏的定义 ,则S -N曲线和裂纹扩展率曲线均是反映金属... 目前有两种不同的理论用于预报金属结构的疲劳寿命。一种是基于S-N曲线的累积疲劳损伤理论 ,另一种是基于裂纹扩展率曲线的疲劳裂纹扩展理论。如果都把一个构件的最终断裂作为疲劳破坏的定义 ,则S -N曲线和裂纹扩展率曲线均是反映金属在疲劳载荷作用下的基本材料特性。尽管在过去这两种曲线是分别测试的 ,但它们之间应该存在一些相互关系。本文的主要目的就是讨论它们之间的关系。基于S -N曲线的一个一般表达式和裂纹扩展率曲线的一个有代表性的表达式 ,本文建立了两种曲线之间的一个正式关系 ,这表明只需要测试一种曲线 ,而另一种曲线就可以根据已有的试验结果导出。文章以一个中央裂纹平板作为例子 。 展开更多

关键词 S-N曲线 金属 累积疲劳损伤 疲劳裂纹扩展 S-N曲线 裂纹扩展率曲线 疲劳极限 门槛值 船舶结构 疲劳寿命

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改进的疲劳裂纹扩展率模型及其参数估算方法(英文) 被引量：9

2

作者 王芳 陈峰落 崔维成 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第3期252-262,共11页

疲劳裂纹扩展率曲线是任何基于裂纹扩展理论的疲劳寿命预报方法的基本疲劳特性。论文作者们提出了一种改进的疲劳裂纹扩展率模型,它可以解释金属疲劳试验中观察到的各种现象。为了便于工程应用,文中也给出了如何利用除裂纹扩展试验以外... 疲劳裂纹扩展率曲线是任何基于裂纹扩展理论的疲劳寿命预报方法的基本疲劳特性。论文作者们提出了一种改进的疲劳裂纹扩展率模型,它可以解释金属疲劳试验中观察到的各种现象。为了便于工程应用,文中也给出了如何利用除裂纹扩展试验以外的其它试验结果来估算该模型参数的方法。文中还对恒幅载荷下该模型及其参数估算方法对HTS-A钢的适用性进行了分析,分析结果将为利用该模型预报由HTS-A型钢制成的海洋结构物的疲劳寿命提供基础。 展开更多

关键词 疲劳裂纹扩展理论 疲劳寿命预报统一方法 裂纹扩展率曲线 HTS-A钢 恒幅载荷

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改进的统一疲劳裂纹扩展速率预报模型对合金在常幅载荷下普遍适用性的研究(英文) 被引量：6

3

作者 陈峰落 王芳 崔维成 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第12期1349-1360,共12页

精确预报金属结构的疲劳对确保结构安全及指导结构设计与维修具有重要的意义。作者们基于McEvily模型提出了一个改进的统一疲劳裂纹扩展速率模型,其将疲劳裂纹扩展的三个扩展区域统一起来,并能解释更多的疲劳试验现象。文中对该模型进... 精确预报金属结构的疲劳对确保结构安全及指导结构设计与维修具有重要的意义。作者们基于McEvily模型提出了一个改进的统一疲劳裂纹扩展速率模型,其将疲劳裂纹扩展的三个扩展区域统一起来,并能解释更多的疲劳试验现象。文中对该模型进行了详细阐述,同时对模型参数的工程预报方法进行了讨论。为了进一步检验本模型的可靠性,还对不同载荷比下各种材料疲劳裂纹扩展率的预报结果与实验结果进行了对比,对比结果证明了该模型的准确性及其在常幅载荷下对不同材料的普遍适用性。 展开更多

关键词 改进的疲劳裂纹扩展率模型 裂纹扩展率曲线 疲劳寿命预报 横幅载荷 合金

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随机振动疲劳试验的小裂纹扩展分析方法 被引量：5

4

作者 张允涛 宋少伟 王珺 《火箭推进》 CAS 2021年第2期68-75,共8页

针对某型液体火箭发动机管路接头的随机振动疲劳试验,基于断裂力学的小裂纹理论进行了裂纹扩展寿命分析。分别从小裂纹应力强度因子计算、疲劳应变/应力谱、裂纹扩展速率曲线以及裂纹扩展计算程序等方面进行了研究。使用FRANC3D(试用版... 针对某型液体火箭发动机管路接头的随机振动疲劳试验,基于断裂力学的小裂纹理论进行了裂纹扩展寿命分析。分别从小裂纹应力强度因子计算、疲劳应变/应力谱、裂纹扩展速率曲线以及裂纹扩展计算程序等方面进行了研究。使用FRANC3D(试用版)进行三维裂纹的有限元计算,得到了管路结构表面裂纹的应力强度因子变化规律;对应变实测数据进行了雨流计数,获得了用于裂纹扩展计算的应力循环谱块,研究了疲劳试验的应变循环峰值、幅值等时域分布特征;采用Newman闭合理论对长裂纹的NASGRO裂纹扩展速率曲线进行修正,给出了试验件材料的相关参数;最后,使用一种疲劳应力谱块平均施加方法进行了裂纹扩展寿命的快速计算。通过与试验结果对比,验证了计算方法有效、可靠。 展开更多

关键词 随机振动疲劳 小裂纹 疲劳应力谱 裂纹扩展速率曲线 裂纹扩展计算

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GH864合金蠕变/疲劳裂纹扩展速率及a-N曲线分析 被引量：4

5

作者 王璞 董建新 +2 位作者 张麦仓 郑磊 谢锡善 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期630-634,共5页

研究了GH864合金不同保载时间下650℃蠕变/疲劳裂纹扩展行为,分析了裂纹扩展过程中蠕变和氧化的作用,以及a-N曲线的转折点含义。结果表明:保载5s时GH864合金以穿晶断裂为主,疲劳作用占主导;保载90s时GH864合金以沿晶断裂为主,蠕变作用... 研究了GH864合金不同保载时间下650℃蠕变/疲劳裂纹扩展行为,分析了裂纹扩展过程中蠕变和氧化的作用,以及a-N曲线的转折点含义。结果表明:保载5s时GH864合金以穿晶断裂为主,疲劳作用占主导;保载90s时GH864合金以沿晶断裂为主,蠕变作用占主导。利用Saxena模型可较好地表征本实验条件下650℃蠕变/疲劳交互作用的裂纹扩展速率曲线,可估算较高应力强度因子和较低应力强度因子的裂纹扩展速率。另外,用Saxena模型可求出蠕变和疲劳的表达式,对比分析高温蠕变/疲劳交互作用的裂纹扩展过程中蠕变和疲劳的作用及所占的比例。最后针对a-Ni/Nf、da/dN-a曲线及da/dN-N曲线变换中出现的拐点,结合断口形貌分析了转折点对应的含义。高温合金及其它材料的裂纹扩展速率曲线也适用于以上曲线分析方法。 展开更多

关键词 GH864合金 裂纹扩展速率曲线 a-N曲线 断口分析 蠕变 疲劳

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E690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展速率曲线与S-N寿命曲线转换研究 被引量：1

6

作者 庄丽阳 刘肖 王恒 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第24期31-34,共4页

以E690高强钢为研究对象,结合实验获得的裂纹扩展速率曲线与寿命S-N曲线,研究这两种腐蚀疲劳性能模型之间的内在联系,量化并建立两者之间转换的关系模型,实现将裂纹扩展速率曲线转换为对应的S-N曲线。结果表明,所提的方法能较好地实现... 以E690高强钢为研究对象,结合实验获得的裂纹扩展速率曲线与寿命S-N曲线,研究这两种腐蚀疲劳性能模型之间的内在联系,量化并建立两者之间转换的关系模型,实现将裂纹扩展速率曲线转换为对应的S-N曲线。结果表明,所提的方法能较好地实现材料裂纹扩展速率曲线与寿命S-N曲线之间的转换,具有很好的可行性和通用性,有助于优化E690高强钢腐蚀疲劳寿命预测与损伤定量评估体系。 展开更多

关键词 E690高强钢 腐蚀疲劳 S-N曲线 裂纹扩展速率曲线

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肘板趾端表面裂纹在随机波浪载荷作用下的疲劳扩展预报 被引量：4

7

作者 武锐锋 黄小平 《船舶力学》 EI 北大核心 2012年第5期549-556,共8页

肘板趾端是船舶与海洋结构的疲劳热点。文章用三维有限元分析了趾端表面裂纹应力强度因子修正系数的变化规律,并与BS7910推荐的典型节点表面裂纹应力强度因子公式计算结果作了对比,结果表明趾端表面裂纹应力强度因子沿深度方向的放大系... 肘板趾端是船舶与海洋结构的疲劳热点。文章用三维有限元分析了趾端表面裂纹应力强度因子修正系数的变化规律,并与BS7910推荐的典型节点表面裂纹应力强度因子公式计算结果作了对比,结果表明趾端表面裂纹应力强度因子沿深度方向的放大系数和T型节点相差很小,而表面端点应力强度因子修正系数则当裂纹长度在肘板厚度范围内时和T型节点相差很小,超出后则相差较大。以某客滚船上肘板趾端应力范围长期分布服从Weibull分布,产生系列均值为零的应力幅,应力强度因子分别采用有限元结果和BS7910中T型接头公式进行计算,采用单一曲线模型计算该趾端表面裂纹的裂纹扩展。计算等效应力强度因子幅时,考虑焊接残余应力的影响。计算结果表明以T型接头的公式计算趾端表面裂纹应力强度因子和有限元结果相差很小。建议将T型节点表面裂纹应力强度因子计算公式用于趾端表面裂纹应力强度因子的计算,并采用单一曲线模型对随机波浪载荷下作用下船舶典型节点疲劳裂纹的扩展寿命进行了预报。 展开更多

关键词 单一曲线模型 肘板趾端 表面裂纹 应力强度因子 随机载荷 疲劳裂纹扩展

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P—da/dN一△K曲线测试的小样本方法 被引量：1

8

作者 丁克勤 傅惠民 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2000年第3期224-227,共4页

提出一种测试高可靠度Ｐ—ｄａ／ｄＮ－△Ｋ曲线的小样本方法，该方法可以综合利用以往的经验数据和当前试验数据来确定疲劳裂纹扩展性能曲线。与传统的只能利用当前试验数据确定Ｐ—ｄａ／ｄＮ－△Ｋ曲线的方法相比，其可利用的信息量... 提出一种测试高可靠度Ｐ—ｄａ／ｄＮ－△Ｋ曲线的小样本方法，该方法可以综合利用以往的经验数据和当前试验数据来确定疲劳裂纹扩展性能曲线。与传统的只能利用当前试验数据确定Ｐ—ｄａ／ｄＮ－△Ｋ曲线的方法相比，其可利用的信息量有了大幅度增加，所以在精度相同的情况下，可以节省大量试件；或在试样数一定的情况下，又可大大提高预测精度。文中还给出了一个试验对比实例。 展开更多

关键词 小样本方法 可靠性 疲劳试验 裂纹扩展速率曲线

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铸造E级钢CT试样疲劳裂纹扩展试验与仿真分析 被引量：1

9

作者 王超 朱涛 +5 位作者 肖守讷 刘宇杰 杨冰 阳光武 尹敏轩 徐京涛 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期281-286,共6页

为准确获取铸造E级钢材料的断裂力学参数,并研究该材料的裂纹扩展规律和影响因素,开展了铸造E级钢CT试样的疲劳裂纹扩展试验,并将材料的裂纹扩展速率采用Paris公式进行表征;以CT试样裂纹扩展计算模型为例,采用M积分数值方法计算了5组试... 为准确获取铸造E级钢材料的断裂力学参数,并研究该材料的裂纹扩展规律和影响因素,开展了铸造E级钢CT试样的疲劳裂纹扩展试验,并将材料的裂纹扩展速率采用Paris公式进行表征;以CT试样裂纹扩展计算模型为例,采用M积分数值方法计算了5组试样疲劳裂纹扩展长度与载荷循环周期结果,仿真与试验相对误差在10%以内,具有较好的一致性。通过进一步对比分析试验与仿真的误差原因,载荷幅值为主要误差要素,初始裂纹位置、扩展速率参数、裂纹长度参量影响较小,从而为复杂结构三维疲劳裂纹扩展规律的预测提供参考。 展开更多

关键词 铸造E级钢 疲劳裂纹扩展 CT试样 M积分

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用二维单侧容限系数公式测定压力容器钢疲劳裂纹扩展速率的小样本方法

10

作者 刘新卫 杨永愉 马鑫 《压力容器》 2004年第12期6-8,16,共4页

应用二维单侧容限系数公式,提出了一种测定金属材料疲劳裂纹扩展速率的小样本方法。该方法可以综合利用以往历史数据和当前试验数据来测定金属材料疲劳裂纹扩展速率曲线。与仅能利用当前试验数据的传统方法相比,在精度相同的情况下,可... 应用二维单侧容限系数公式,提出了一种测定金属材料疲劳裂纹扩展速率的小样本方法。该方法可以综合利用以往历史数据和当前试验数据来测定金属材料疲劳裂纹扩展速率曲线。与仅能利用当前试验数据的传统方法相比,在精度相同的情况下,可以节省大量试件;在试件数量相同的情况下,可以大大提高测试精度。文中还给出了一个钢Q235A的计算实例。 展开更多

关键词 小样本方法 疲劳裂纹扩展速率 二维单侧容限系数 容忍上限

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压力容器钢疲劳裂纹扩展速率曲线测试的小样本方法

11

作者 刘新卫 杨永愉 李志强 《北京化工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2002年第6期95-96,共2页

提出了一种测试压力容器钢疲劳裂纹扩展速率的小样本方法 ,可以综合利用历史数据和当前试验数据确定疲劳裂纹扩展速率曲线。与仅能利用当前试验数据的传统方法相比 ,在精度相同的情况下 ,可以节省大量试件 ;在试件数量相同的情况下 ,可... 提出了一种测试压力容器钢疲劳裂纹扩展速率的小样本方法 ,可以综合利用历史数据和当前试验数据确定疲劳裂纹扩展速率曲线。与仅能利用当前试验数据的传统方法相比 ,在精度相同的情况下 ,可以节省大量试件 ;在试件数量相同的情况下 ,可以大大提高测试精度。 展开更多

关键词 测试 小样本方法 疲劳裂纹扩展速率曲线 压力容器钢 材料 力学性能

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