焊缝金属中疲劳位错结构形成过程的研究

研究的是在循环拉伸载荷的作用下，16Mn钢焊缝中疲劳位错结构的形态及形成过程。通过透射电子显微镜对疲劳试验后的试样进行观察及仔细分析，发现在铁素体的晶粒内，随循环次数的增加，疲劳位错的结构在不断地发生变化，其表现出的形态有位错缠结、位错条带、“胞块”状的位错结构、位错胞及亚晶。     

焊接结构残余应力和测定及其对疲劳裂纹扩展速率的影响

采用Ｘ射线法和切割应力释放法测定了焊接件残余应力的分布，研究了它们的分布规律，由于切割应力释放法可以近似模拟裂纹扩展时的残余应力的变化，从而查明了残余应力对疲劳裂纹扩展速率的影响。     

海洋工程焊接结构疲劳小裂纹扩展观察与表征

海洋工程焊接结构中不可避免地存在焊接缺陷,由焊接缺陷引起的疲劳裂纹扩展是导致海洋工程结构失效的主要原因。文中针对海洋工程焊接结构小裂纹的疲劳裂纹扩展行为表征和计算方法进行研究,小裂纹的疲劳裂纹扩展行为与宏观长裂纹明显不同,随着裂纹长度的增加,呈先降低后增加的V形变化趋势。考虑裂纹扩展的闭合效应,提出了等效应力强度因子可以很好地反映小裂纹的疲劳裂纹扩展速率变化规律。     

16Mn钢埋弧焊接头疲劳裂纹扩展速率的研究

对16Mn钢双面埋弧焊CT试样的焊缝、热影响区、母材及垂直焊缝方向的疲劳裂纹扩展速率进行了研究。结果表明,焊接接头的不同部位疲劳裂纹扩展速率不同,平均应力、焊接残余应力、金相组织对疲劳裂纹的扩展速率都有一定的影响。     

16Mn钢疲劳短裂纹扩展

用带有盲孔的16Mn钢小圆棒试样进行等幅加载的疲劳试验,研究盲孔边短裂纹的扩展。建立了短裂纹平均扩展速率、裂纹长和名义应力幅的表达式,分析考察了短裂纹扩展的统计规律,讨论了裂纹表面尺寸分布随疲劳循环数的演化情况。     

焊接结构残余应力的测定及其对疲劳裂纹扩展速率的影响

采用Ｘ射线法和切割应力释放法测定了焊接件残余应力的分布．研究了它们的分布规律．由于切割应为释放法可以近似模拟裂纹扩展时的残余应力的变化，从而查明了残余应力对疲劳裂纹扩展速率的影响。     

焊接结构件疲劳裂纹扩展的数值研究

为准确描述焊接结构的疲劳裂纹扩展行为,基于Abaqus、Zencrack及相应子程序建立了考虑材料不连续的疲劳裂纹扩展模拟方法. 对于初始埋藏裂纹位于焊缝区的平板焊接结构,考虑焊缝和母材不同强度匹配,进行疲劳裂纹扩展模拟,研究了不同强度匹配对焊接结构疲劳裂纹扩展寿命和扩展特性的影响. 研究结果表明,当裂纹前缘由焊缝跨越至母材区域时,焊缝和母材区域的应力强度因子计算结果出现明显变化,并随着裂纹尺寸的逐渐加大,两者差异越大. 随着焊缝材料裂纹扩展参数逐渐增大,母材区域的裂纹扩展相对速率逐渐变慢,裂纹形状逐渐由圆形向扁平状椭圆形过渡;相反地,母材区域的裂纹扩展相对速率逐渐变快,裂纹形状逐渐由圆形向椭圆形过渡. 文中的模拟方法有望为准确预测焊接结构的跨材料裂纹扩展行为提供有效途径.

     

16Mn钢水下湿法焊接接头间隙与裂纹率的关系

研究了水下湿法焊对接接头间隙与裂纹率的关系。随着接头间隙的增大,裂纹率逐渐减少,当间隙增大到一定值,可防止冷裂纹的产生。因此,在实际生产中选择适当的接头间隙有利于防止冷裂纹产生。     

点蚀坑的形貌与腐蚀疲劳裂纹萌生

将预产生点蚀的1Cr18Ni9Ti疲劳试样进行长期(N>1×10~6cyc.)疲劳试验。其中一些在6％FeCl_3水溶液中进行,另一些在空气中进行。用定量金相方法逐个测量点蚀坑的直径和深度。发现点蚀坑的深径比和深度都与裂纹萌生有关,且在不锈钢点蚀坑的裂纹萌生过程中力学因素起主导作用而与碳钢完全不同。通过蚀坑底部的扫描电镜观察,分别确定了不锈钢和碳钢点蚀坑中裂纹萌生的初始位置,并依此讨论了腐蚀疲劳裂纹萌生机理。     

FATIGUE CRACK GSOWTH AND CRACK CLOSURE OF SIMULATED OVER-MATCHED WELDED JOINTS

1.~onItiswellknownthatthefatigUefailureisoneofthecornmonfailuresinmetalstructuresincludingweldedstmctures.VariousformulaehavebeensuggestedtopredictfatigUecrackgrowthrates,andthosewidelyusedinpracticeareasfollows:da/dN=cI(AK)acda/dN=c2(ACOD)?/dN=c3(AJ)%FortnulaeaboverelatedfatigUecrackgrowthrate(da/dN)eitherwiththerangeofstressintensityfactor(isK),orwiththerangeofcrackopeningdisplacement(ACOD),orwiththerangeofJ--intendvalue(6J)ofafatigUeloadcycle.However,sincethediscoverybyW.Elb..['…     

Cu双晶的循环形变行为与疲劳裂纹萌生：Ⅱ.疲劳裂纹萌生与早期扩展

用扫描电镜观察了受应变疲劳载荷作用的Ｃｕ双晶物的表面形貌，发现晶界是疲劳形变双晶是有利的裂纺萌生地点，在滑移带撞击晶界的地方，特别是在几条粗滑移带共同撞击晶界的地方观察到许多疲劳微裂纹；并且发现与平行晶界双晶相比，垂直晶界双晶有有利于疲劳裂纹沿晶界作早期扩展。     

夹杂物对超高强度钢低周疲劳裂纹萌生及扩展影响的原位观测

采用扫描电镜原位观测了数微米大小夹杂物对超高强度钢疲劳裂纹萌生及扩展的影响,并用有限元法解释了夹杂物尺寸和形状对疲劳裂纹萌生及初期扩展的影响程度,得到了超高强度钢低周疲劳裂纹萌生与扩展特性和夹杂物对疲劳破坏的关键尺寸的估计值．同时,讨论了现行实验方法对确定铁基材料裂纹扩展速率的作用．     

接触疲劳裂纹的萌生与扩张行为的研究

本文通过力分析和扫描电镜观察，研究了电点接触条件下有表现滑动和无表面动摩擦进地萌扩张行为，指出了接触疲劳破坏的典型特征和一般特征，结果表明，在边界润滑条件下，接触疲劳裂纹萌生于表面，以Ⅱ型方式向纵深扩张，裂纹扩张走向与裂纹尖端处最大切应力走向一致，有表面滑动摩擦时，典型的裂纹扩张路径（或剥落坑形状）由呈Ｕ字四个阶段组成，无表面轻摩擦时，扩张路径则由Ｖ字形的三阶段组成：一般的破坏以连续剥落的方式发展     

[12]铝单晶体的疲劳损伤与裂纹萌生

对[112]双滑移取向铝单晶体进行了对称拉压疲劳试验，详细观察和对比研究了正表面和侧表面（包含两个主滑移系Burgers矢量）上的疲劳损伤与裂纹萌生过程.在正表面上两个主滑移系滑移台阶是相互平行的，呈典型的持续滑移带（PSB）损伤形貌；而在S面上则始终未见PSB,但有晶体学关系不明确的呈波纹形不均匀分布的形变花样产生，并发展导致微裂纹的萌生,其尺寸可与正表面上的PSB裂纹相匹比。由此进一步证实了循环形变累积所致的内部组织损伤是疲劳裂纹萌生的基本因素．和单滑移取向单晶体相比，在复滑移条件下的显著交滑移过程明显地促进了试样的疲劳损伤和裂纹萌生.     

[112]铝单晶体的疲劳损伤与裂纹萌生

对「１１２」双滑移取向铝单晶体进行了对移压疲劳试验，详细观察和对比研究了正表面和侧表面上的疲劳损伤与裂纹萌生过程，在正表面上两个主滑移系滑移台阶是相互平行行的，呈典型的持滑转移带损伤形貌；     

单晶Nb循环变形过程中疲劳裂纹的萌生及其机制

用光学显微镜，扫描电镜和透射电镜观察了Ｎｂ单晶在循环变形后的表面形貌和饱和时的错组态。发现疲劳裂纹的萌生和表面形变带有关，当滑移线和形变带方向平行时，在双形变带的公共皱折处很容易萌生疲劳裂纹，已萌生裂纹呈交滑移特征，在裂纹萌生处附近，有很多由交滑移引起的滑移台阶，根据我们的实验结果，从理论上对Ｍｏｔｔ的疲劳裂纹萌生模型进行修正，也为Ｍｏｔｔ模型提供了实验依据，     

300M钢腐蚀疲劳裂纹萌生的超载特性

本文对３００Ｍ钢在空气与３．５％ＮａＣｌ溶液中疲劳裂纹萌生的周期超载和单次超载特性进行了试验研究与理论分析。试验结果表明，３．５％ＮａＣｌ溶液中，单次超载所致腐蚀疲劳裂纹迟滞萌生的迟滞强度远小于周期超载的对应值。３．５％ＮａＣｌ溶液与空气中，超载迟滞强度均随超载比增大或等效应力幅水平的提高而增大，在腐蚀疲劳裂纹萌生寿命估算中，只考虑单次超载的迟滞规律，会得出大大保守的寿命估计，只有将单次超载和周期     

A537钢在3.5%NaCl溶液中低周腐蚀疲劳的裂纹萌生

利用三电极技术研究了Ａ５３７低合金钢在３．５％ＮａＣｌ活化体系中的低周腐蚀疲劳的裂纹萌生行为．结果表明，应变速率越小，或者应变幅越大，裂纹萌生寿命越短；阳极极化和强阴极极化可以大大缩短裂纹萌生寿命，阴极保护条件下的裂纹萌生寿命与空气中的相似．裂纹主要在软的铁素体内萌生，然后穿过珠光体连接．剧烈的阳极溶解破坏了表面形变形貌，阴极析氢导致表面产生许多小裂纹．