锆合金薄片材料高温低周疲劳试验技术

提出了一套适用于1-2mm厚度小试样高温低周疲劳的试验方法，包括薄片漏斗小试样与二次夹具合理设计、MTS引伸计改进、MTS TestStar Ⅱ PID优化、径向应变向轴向应变换算方法以及泊松比测量方法。对Zr-4合金完成了常温与400℃高温下单轴材料性能试验，给出了Zr-4合金的常规特性参数和弹塑性泊松比并讨论了温度效应。     

锆合金薄片材料高温低周疲劳试验技术

提出了一套适用于1～2 mm厚度小试样高温低周疲劳的试验方法,包括薄片漏斗小试样与二次夹具合理设计、MTS引伸计改进、MTS TestStar II PID优化、径向应变向轴向应变换算方法以及泊松比测量方法.对Zr-4合金完成了常温与400℃高温下单轴材料性能试验,给出了Zr-4合金的常规特性参数和弹塑性泊松比并讨论了温度效应.     

高温对核电工程材料低循环行为的影响研究

对核电工程材料（钛合金T42NG与T225NG和主螺栓材料18Cr2NiWA)开展了室温与350度高温下的低周疲劳性能试验研究,获得了各材料单调R－O本构模型和M－C寿命估算模型,基于这些模型,研究了材料的循环强化与软化规律,了温度系数λσ,λΔσ,和λNf对钛合金静强度,循环强度和低周疲劳规律的影响效应;根据温度对寿命的影响系数λNf与应变幅Δε/2呈线性规律的重要发现,提出了考虑温度效应的用于高温低周疲劳寿命估算的λ－M－C模型,进而总结出一种现行方法更简便的高温疲劳试验方法。     

考虑温度效应的钛合金钢低周疲劳行为研究

完成了在室温与３５０℃高温下国产新材料Ｔ４２ＮＧ和Ｔ２２５ＮＧ钛合金钢的拉伸与低周疲劳系列试验研究，获得了四个单调Ｒ－Ｏ本构模型和四个Ｍ－Ｃ寿命估算模型。以这些模型为基础，系统地研究了材料的循环强化与软化规律，研究了温度系数λσ、λ△σ和λＮｆ对材料静强度、循环强度和低周疲劳规律的影响效应。根据温度对寿命的影响系数λＮｆ与应变幅△ε／２呈线性规律这一重要发现，提出考虑了温度效应、用于高温低周疲劳寿     

考虑裂尖疲劳损伤的材料疲劳裂纹扩展行为研究

基于低周疲劳Manson-Coffin关系,定义I型裂纹疲劳扩展区内关于应变幅的平均疲劳损伤参量,并结合Miner线性累积损伤理论,通过弹塑性有限元法实现材料疲劳裂纹扩展速率的预测模拟,同时也建立以显式理论公式来描述疲劳裂纹扩展速率规律的新型预测模型。在进行有限元模拟分析中借助裂尖单调塑性区平均疲劳损伤达到临界损伤即完成一次步进扩展的假定。在显式理论公式推导中采用裂尖循环塑性区平均疲劳损伤达到临界损伤即完成一次步进扩展的假定。以大型汽轮机转子材料Cr2Ni2MoV钢、航空材料TA12合金和304不锈钢材料为例,应用所提出的两种疲劳裂纹扩展速率预测方法对其进行预测,并同试验结果进行对比。对比分析表明,两种方法对材料的疲劳裂纹扩展速率行为预测均具有较高的模拟精度,而理论预测模型相比有限元模拟方法预测范围拓宽,预测精度更好,方便于根据包括材料手册的资料中低周疲劳Manson-Coffin试验关系来直接获取I型裂纹疲劳裂纹扩展速率表达式。     

周向裂纹圆棒试样的断裂韧性测试方法研究

借助自制对中夹头和载荷分离法成功实现了周向裂纹圆棒试样的断裂韧性测试.基于有限元分析和柔度法得到了考虑弹性模量、试样直径、测试标距及裂纹深度等影响的统一裂纹长度预测公式;采用双引伸计测轴向位移、等面积法计算最终裂纹长度,解决了裂纹扩展偏心所带来的影响;有限元模拟分析证明了载荷分离理论适用于周向裂纹圆棒试样,并提出了几何函数G(a/R)的具体表达式;采用规则化方法获得了16Mn周向裂纹圆棒试样的JR阻力曲线.结果表明:由周向裂纹圆棒试样测得的结果与标准三点弯曲试样得到的结果接近,分散性小.     

316不锈钢的非比例循环特性

本文对316L，316LN不锈钢进行了单轴及双轴非比例循环加载试验研究，对这两种钢的循环硬化、塑性流动特性以及单轴随动硬化特性进行了分析，发现这些材料的循环特性不但依赖于等效应变幅值，更依赖于应变路径，得到了这两种材料的循环变形的一些有意义的结果。     

304不锈钢高温多轴非比例循环棘轮行为的粘塑性本构描述

对304不锈钢600℃下的非比例循环棘轮行为进行了系统的实验研究，在统一粘塑性循环本构模型的框架下对其进行本构描述，模型中，通过随动硬化背应力演化和各向同性变形阻力演化，对304不锈钢在非对称应力循环下的循环附加硬化流动特性进行模拟，在等温条件下，在各向同性变形阻力演化方程中引入温度项来考虑温度效应，在随动硬化应力演化方程中引入动态恢复项的衰减系数，反映材料在特定温度范围（500－600℃）下入最大应变幅值衰减记忆函数∧（q)和最大各向同性变形阻力衰减记忆系数ω反映加载历史对循环棘轮行为的影响，将模型应用于304不锈钢高温多轴循环棘轮行为及其对加载历史依赖性的描述中，预言结果与实验结果吻合较好。     

用于多轴低周疲劳试验与分析的MTS应用软件研究

依靠MTS809拉扭试验机,开发研制了一个可用于多轴疲劳试验与分析的MTS应用软件MTSMFS(MTS'Multiaxial Fatigue Software)。分析处理中引入了两个典型多轴疲劳损伤模型的寿命回归。在软件结构和程序文本编制上借鉴了MTS710单轴标准软件包的优秀成分。作为实例,对某机车扭力杆材料42CrMoA进行了多轴疲劳试验。结果表明MTSMFS是一个可成功揭示材料多轴疲劳性能的应用软件。     

不锈钢管道焊接头的局部微观结构、硬度和机械性能

完成了１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢管道对接焊接头母材,热影响区和焊缝金属三区域的局部微观结构、硬度和单调机械性能的详细试验研究。揭示了三区域存在明显差异,尤其是焊缝金属区的局部微观组织结构不均匀性和局部硬度、机械性能的分散性最大。说明了在结构分析中有必要考虑这种差异,并引入可靠性方法。此外,还揭示了由奥氏体基体－富δ铁素体带状结构组成的柱状晶是焊缝金属的特征微观结构,相邻富δ铁素体带的距离恰好是该区