圆缺口试样的疲劳启裂和低周疲劳寿命研究

通过对３５ＣｒＭｏ材料的不同缺口半径下缺口试样的低周疲劳试验研究，得出缺口半径，载荷水平会影响缺口试样疲劳裂纹的形成和扩展的结论，并通过有限元分析和对各控制参数的比较，说明在多轴应力应变状态下，用局部等效应变能密度法能有效地进行缺口构件的低周疲劳寿命描述，并用光滑试样的疲劳寿命曲线可靠地进行了缺口构件的疲劳寿命估算。     

BHW 35钢低周疲劳裂纹扩展速率和延性断裂韧度

本文对BHW35钢进行了两种几何形状试样、三种应变比和两种裂纹面取向条件下的低周疲劳裂纹扩展速率测定;还测定了BHW35钢经低周疲劳循环以后的表观启裂韧度J_i及J_R曲线的斜率dJ/da;提出了一种新的ΔJ定义来描述低周疲劳裂纹扩展速率。试验结果表明该项疲劳裂纹扩展速率不受试样几何形状、应变比和裂纹面取向等因素的影响;经低周疲劳后的J_i和dJ/da相应地都小于一次加载时的值,因此用一次加载的J_i和dJ/da值评定结构缺陷严重性可能偏于危险。     

840D货车车轮CL60钢在300℃下的低周疲劳特性

以货车车轮CL60钢为研究对象,进行了300℃下的高温低周疲劳实验．研究发现：在循环初期,试样承受的拉压应力幅基本对称;循环末期,拉应力急剧降低,试样产生了失稳断裂;终了时的循环应力。应变曲线反映出了典型的瞬断特征．因此,有必要从断口处进一步研究其微观断裂机理．     

4OCr一3ONi及25Cr一ZONi系列奥氏体不锈钢低周疲劳特性的研究

本文研究了应变幅、合金元素、温度对峨OCr一30Ni及25Gr一20Ni系列奥氏体不锈钢 的低周疲劳特性的影响,结合材料在低周疲劳过程中位错组态的电镜观察,讨论了材 料低周疲劳硬化、软化的微观机制。      

耦合损伤时相关疲劳失效模型的有限元实现

为了将耦合损伤时相关疲劳失效模型移植到有限元软件ABAQUS中,使其能够对钎料合金简单结构试样的非比例多轴低周疲劳失效行为进行有限元模拟,通过ABAQUS提供的材料子程序UMAT对其进行了有限元实现,并通过典型算例对简单结构试样在非比例加载路径下的低周疲劳失效行为进行了有限元数值模拟.与相同加载路径下的实验结果比较表明:移植的模型能够较好地模拟钎料结构试样的载荷响应及载荷随循环周次的衰减,同时也能较好地预测其低周疲劳寿命,说明该疲劳失效模型的有限元移植是合理有效的.     

铜镁合金接触线低周疲劳分析

通过采用不同塑性应变幅控制,对冷拔铜镁合金接触线进行室温低周疲劳试验.结果表明,随着循环周次的增加,发生循环软化现象.应力降低速率随着应变的降低而减缓.通过Manson-coffin公式估算出接触线用铜镁合金的低周疲劳寿命,得出应变-寿命关系,并指过渡寿命NT所在应变范围.     

40Cr-30Ni及25Cr-20Ni系列奥氏体不锈钢低周疲劳特性的研究

本文研究了应变幅、合金元素、温度对40Cr-30Ni及25Gr-20Ni系列奥氏体不锈钢的低周疲劳特性的影响,结合材料在低周疲劳过程中位错组态的电镜观察,讨论了材料低周疲劳硬化、软化的微观机制。     

氮对316系列不锈钢低周疲劳特性的影响

对３１６Ｌ和３１６ＬＮ奥氏体不锈钢进行了单轴拉压及两种典型应变路径下的多轴百比例如载体周疲劳试验,并对上述两种材料的单轴及多轴非比例加载低周疲劳位错结构进行了观察,重点分析了合金元素氮对不锈钢的同及多轴比例如载低疲劳特性及其微结构的影响,深入研究了非比例循环循环附加强化及低周疲劳寿命对合金元素依赖性的微观机理。     

疲劳损伤细观分析

对19Mn6合金钢疲劳试样进行了系列低周疲劳试验,采用光学金相方法观察了试样表面微裂纹的萌生和扩展规律,基于损伤局部性概念对疲劳部损伤规律提出了细观疲劳局部损伤参数Dw。Dw随施加的疲劳循环而呈指数增加,一直达到临界值1。损伤非线性因子m值较宏观测量方法所得结果明显降低。     

铜镁合金接触线低周疲劳分析

通过采用不同塑性应变幅控制,对冷拔铜镁合金接触线进行室温低周疲劳试验．结果表明,随着循环周次的增加,发生循环软化现象．应力降低速率随着应变的降低而减缓．通过Manson-coffin公式估算出接触线用铜镁合金的低周疲劳寿命,得出应变-寿命关系,并指过渡寿命Nr,所在应变范围．     

多晶体循环应力——应变曲线的理论模拟

采用ＫＢＷ自洽理论和以前提出的单晶硬化律，对铜多晶体的循环应力－应变曲线进行了理论模拟，其范围包括高周疲劳阶段和低周疲劳阶段。结果与有关实验定量相符。理论模拟还证实了多晶体循环应力－应变曲线滑有平台区。     

铁道货车车轮CL60钢在450℃时的低循环疲劳行为

铁道货车车轮产生损伤失效的主要原因是承受了复杂的热载荷和机械载荷的联合作用,而高温低循环疲劳是车轮踏面区域产生损伤的重要机理之一.针对铁道货车车轮CL60钢进行了450℃时的高温低循环疲劳实验.研究发现：在整个循环过程中,应力-应变关系曲线的变化趋势基本一致;随着循环周次的进行,拉压应力峰值呈现出连续的降低态势,压应力峰值减幅略大于拉应力峰值减幅,表现了低循环疲劳的典型特性;试样断口上出现了较为严重的氧化现象,断口裂纹扩展以穿晶为主.     

常温及低温下奥氏体不锈钢低循环变形行为的研究

本文通过宏微观结合,研究了奥氏体不锈铜常温及低温下低循环变形行为,着重讨论了应变幅值、试验温度、奥氏体稳定性对低周疲劳寿命、循环硬化/软化的影响;分析宏微观试验结果,提出了材料循环变形过程中硬化与软化同时存在的观点。     

沥青含量对混合料疲劳极限特性的影响

利用马歇尔试验确定了沥青混合料的最佳沥青含量,采用控制应变的小梁疲劳试验,研究了最佳沥青含量和富沥青含量混合料弯拉劲度模量随应变水平的变化规律,得到了应变水平与荷载作用次数模型,并分析了2种混合料在不同应变水平和轴次下的疲劳特性。分析结果表明:不同应变水平下,2种混合料弯拉劲度模量随荷载作用次数变化规律基本一致,高应变水平下弯拉劲度模量迅速衰减,低应变水平下初始阶段模量明显降低,随后趋于平缓;以弯拉劲度模量降为初始值的一半作为破坏标准,2种混合料疲劳寿命和应变的关系都呈非线性特征,且低应变水平下曲线呈现典型的渐近线趋势,表明2种沥青混合料具有类似的疲劳极限特性;富沥青含量混合料在高应变水平下对疲劳极限特性影响有限,只有当应变水平小于100με时才对疲劳寿命有明显改善;在进行永久性沥青路面沥青层设计时,不能简单通过增加沥青含量减薄沥青层厚度。     

沥青混合料应变疲劳性能的试验研究

沥青混合料疲劳试验的荷载控制模式有应力控制模式和应变控制模式。而在应变控制的疲劳试验过程中 ,沥青混合料的应力应变状态更符合沥青路面的实际情况。试验得出的弯拉应变与疲劳寿命之间的关系便于应用。运用 MTS81 0材料试验系统 ,进行了 5种级配的沥青混合料的应变控制模式的疲劳试验 ,得出了它们的应变疲劳方程 ,并对疲劳方程进行了比较和分析。研究表明 ,同一应变 (或应变比 )下 ,若干试件的对数疲劳寿命表现为正态分布 ,而且应变、应变比与疲劳寿命分别在双、单对数坐标上表现为直线关系 ;单对数坐标下以应变比表示的疲劳方程较双对数坐标下的以应变表示的疲劳方程稳定 ,而双对数坐标下的疲劳方程更易区分出沥青混合料疲劳性能的优劣 ;应变控制模式下的疲劳试验 ,其它条件相同时 ,沥青混合料的模量越小 ,疲劳寿命越长。     

机翼结构件的疲劳测试

在交变载荷作用下,在机翼腹板结构件表面粘贴应变花,实时监测疲劳试验时试件的应力应变状况,采用X射线确定了疲劳破坏后的试件表面和内部裂纹的大小与位置,分析了结构件结构损伤的部位和损伤程度,预测了结构件的裂纹扩展寿命。测试结果表明:在40kN正弦交变压缩载荷作用下,试件的疲劳寿命约为100万次,符合疲劳寿命分布预期1万～100万次;疲劳试验测得的应力与理论计算结果有相近的变化趋势,误差约为10%;高锁螺栓和薄板断裂破坏是该处过大的载荷和绕x轴的弯矩共同导致的;估算的疲劳裂纹扩展寿命为10 183次。     

外物损伤对25CrMo4合金车轴钢疲劳性能的影响

为研究外物损伤（FOD）与25CrMo4钢疲劳性能的关联，采用空气炮装置开展高铁车轴钢试样的FOD模拟试验. 首先于试样表面预制FOD缺陷；其次，通过旋转弯曲疲劳试验获得光滑试样和含FOD试样的应力-疲劳寿命（S-N）曲线；同时，基于有限元方法估算不同缺陷试样的应力集中系数，结合Peterson公式预测疲劳缺口系数（FNC）和疲劳极限. 研究结果表明:FOD车轴钢试样的疲劳性能明显低于光滑试样，冲击速度越高，疲劳性能越低；其中边缺陷的疲劳缺口系数最大为1.52，面缺陷最小，约为1.14，但疲劳寿命分散性较大；与试验结果相比，仿真模拟和理论计算可获得更低（偏于保守）的疲劳强度估算值.      

微动对车轴钢疲劳性能的影响

针对铁道轮轴间微动损伤的特点,设计了能够模拟过盈连接在旋转弯曲载荷下微动损伤问题的试样轴和试样套管．在实物车轴的特定位置切割试样,加工制作了常规疲劳试样和微动疲劳试样,并采用温差法组装微动疲劳试样的轴和套管,然后借助四点旋转弯曲疲劳试验机,通过单点法试验得出了该车轴钢的常规疲劳寿命（S—N）曲线和微动疲劳寿命曲线．结果表明,微动显著降低了车轴钢的疲劳极限,并且微动疲劳试样均在轴套配合的边缘断裂．     

试样厚度对沥青疲劳性能影响研究

采用动态剪切流变仪(DSR),在应力加载模式下对不同厚度的沥青试样进行时间扫描试验。采用N_(f50)、N_(p20)和N_(fm)三种疲劳评价指标对沥青的疲劳寿命进行评价和对比分析,比较不同试样厚度条件下沥青的疲劳寿命,为选择沥青疲劳破坏的评价指标提供依据。结果表明:当沥青试样厚度不同时,由不同的沥青疲劳评价指标所得到的疲劳寿命存在一致性排序,即N_(p20)N_(f50)N_(fm);其中N_(f50)对沥青疲劳性能随试样厚度变化的区分度最大,可以作为评价和分析沥青试样厚度对其疲劳性能的评价指标;当沥青试样厚度为500μm时,沥青的疲劳寿命最长。     

复杂载荷历程下局部应力—应变响应模拟及循环计数方法研究

用局部应力—应变法预测疲劳寿命的关键是危险点局部应力—应变响应的确定和循环计数。工程上常用Neuber法或修正Neuber法近似计算局部应力—应变响应。本文对Neuber法进行了改进,改进后的方法避免了对每一名义应力变程都需要建立新的坐标原点和解非线性方程组的繁琐计算,能够保证足够精度,程序简单,计算速度快,尤其适合大样本复杂载荷历程下的疲劳寿命预测。