铝锡轴瓦的疲劳裂纹分析

对AlSn20Cu轴瓦进行了疲劳试验,观察到疲劳裂纹的萌生及扩展过程,并以计算所得轴心轨迹、油膜压力和合金层应力分布为依据,分析了轴瓦的疲劳过程,与试验结果相吻合,从而为轴瓦的疲劳裂纹分析提供了新的研究方法。     

喷射沉积SiC_p/Al-20Si复合材料高周疲劳行为研究

采用喷射沉积法制备15%(体积分数)4.5 m SiCp/Al-20Si复合材料及其基体合金,研究该组材料的微观组织、力学性能、高周疲劳性能以及疲劳断口形貌。结果表明:SiC颗粒的加入有利于提高材料的力学性能;复合材料及其基体的高调疲劳寿命随应力幅值的减小而增加,在相同应力幅值下,复合材料的疲劳寿命远远高于基体合金。疲劳裂纹从大颗粒的初晶Si的断裂以及Si相脱离处形核,并开始扩展。对于复合材料而言,SiC颗粒尺寸较小,不容易发生断裂,在形核过程中,当裂纹遇到SiC颗粒时,裂纹或者避开增强体,或者受阻于SiC颗粒,只能在基体合金中扩展,从而扩大了疲劳形核区的面积,提高了材料的疲劳寿命。Si颗粒的脱离、Si相的断裂以及SiC颗粒与基体界面的脱粘是复合材料疲劳断裂失效的主要机制。     

陶瓷基复合材料低循环拉—拉疲劳寿命预测

采用细观力学方法建立预测纤维增强陶瓷基复合材料低循环拉—拉疲劳寿命的模型。该模型考虑初始加载到疲劳峰值应力时,基体出现裂纹,纤维/基体界面发生脱粘,部分纤维将发生断裂,并采用统计方法得到初始加载到峰值应力时的纤维失效体积分数;在后续循环过程中,考虑纤维相对基体在界面脱粘区滑移造成界面切应力下降,纤维失效模型与Evans界面磨损模型相结合,得到循环过程中纤维失效体积分数与界面切应力、循环数之间的关系;当纤维失效导致剩余强度下降,并小于疲劳峰值应力时,判断材料失效。采用剩余强度方法对陶瓷基复合材料的S-N曲线进行预测,并将预测的S-N曲线与试验数据进行对比,结果吻合较好。     

考虑次裂纹时U71Mn钢的主裂纹扩展行为

采用ANSYS有限元软件,结合疲劳与磨损耦合模型,模拟计算了10t轮重的车轮以全滑动方式滚过初始长度100μm、扩展角度30°的钢轨表面裂纹时裂纹的等效应力强度因子Keff,研究了钢轨疲劳与磨损的关系并分析了主、次裂纹扩展方向及出现次裂纹时主裂纹的扩展行为。结果表明:钢轨的破坏形式以疲劳损伤为主;当裂纹出现分叉之后,主裂纹尖端的应力集中会得到比较大的缓解,其等效应力强度因子下降较快;当裂纹扩展到长度大于1mm之后,在主裂纹扩展过程中均伴随着次裂纹的出现,且主裂纹扩展方向基本不变,扩展速率逐渐加快,而次裂纹的扩展速率和扩展方向都基本不变。     

C1001B空压机可倾瓦轴承疲劳寿命分析

通过疲劳寿命计算得出三级轴瓦的疲劳寿命，对比三级轴瓦实际的失效周期，说明失效的轴瓦上的可见裂纹不是由疲劳引起的，而是由于轴与轴瓦发生干摩擦所导致的。     

石油钻铤开裂失效分析

一根直径为Φ159 mm的油田钻铤在使用时发生开裂,通过对失效钻铤进行化学成分分析、金相组织分析、SEM分析及力学性能测试等,研究了该钻铤的失效机制.结果表明:该钻铤失效属于疲劳断裂破坏,疲劳裂纹形成于钻铤内螺纹消失处最后1个～2个螺扣部位,该处存在较大应力集中,同时单位面积受力较大,应力状态复杂,使用过程中容易萌生疲劳裂纹,最终导致裂纹的贯穿.     

非金属夹杂物对滚动接触疲劳裂纹萌生及扩展的影响

为提高机械设备结构部件的疲劳寿命,研究材料中非金属夹杂物对滚动接触疲劳的影响,综述了非金属夹杂物的类型、形状及尺度,分析了非金属夹杂物相对表面深度、应力集中与热膨胀系数对裂纹产生的影响。阐述了疲劳裂纹的扩展和疲劳失效,分别介绍了基于动态剪应力、Mises应力和裂纹尖端应力的裂纹扩展模型。介绍了疲劳剥落失效的有限元法和基于弹塑性力学的理论分析法,以及试验技术如磁场检测、超声波检测、声发射、X射线和辐射分层成像技术等,分析了这些方法的优缺点,最后,提出了需要进一步研究的问题,以期为滚动轴承的疲劳寿命预测与提高提供基础。     

25Cr2Ni2MoV钢焊接接头的超高周疲劳特性

对25Cr2Ni2MoV钢焊接接头开展常温拉压条件下的超高周疲劳试验,并对失效试样进行断口分析,研究焊接接头的疲劳失效机理。结果表明,疲劳寿命曲线呈现阶梯状:在高应力短寿命区,疲劳断裂发生在试样母材区较多,多为表面或次表面夹杂物裂纹萌生;在低应力长寿命区,疲劳断裂发生在试样焊缝区较多,多为内部气孔裂纹萌生。断口分析发现:缺陷(裂纹源)尺寸较小或者越靠近试样内部,疲劳寿命越长,且较小缺陷同内部较大缺陷具有相似的裂纹萌生潜力。通过有限元模拟疲劳试样内部微缺陷处的应力分布得出,焊缝区气孔和夹杂物周围的应力集中程度大于母材区夹杂物。结合断口分析发现,母材区弥散分布的粒状颗粒夹杂物数量较多,并且聚集起来会形成更大的缺陷,相比焊缝区夹杂物更容易萌生疲劳裂纹。     

滚动轴承疲劳寿命的影响因素

针对滚动轴承的麻点和剥落失效,研究了可靠度、温度、润滑剂和添加剂、表面粗糙度、材料、载荷分布、环向应力和界面滑动对滚动轴承疲劳寿命的影响。考虑多种失效模式的滚动轴承疲劳过程中,剪应力决定了裂纹的萌生,正应力决定了裂纹的扩展。综合研究各个影响因素之间的耦合作用,以期全面准确地计算滚动轴承的疲劳寿命。     

残余应力对疲劳的影响

前言残余应力对疲劳的影响是长期以来人们十分关注的课题,因为人们逐渐认识到许多疲劳现象都与残余应力相关。例如疲劳裂纹的形成与扩展、少数极高应力、平均应力、加载次序、裂纹迟滞效应、缺口应力集中等都与残余应力有密切关系。残余应力是影响疲劳的一个重要因素。因此,弄清残余应力的大小和分布,以及残余应力与上述疲劳现象之间的关系,对于评价结构的疲劳强