收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高强钢疲劳裂纹扩展研究

张凤武  
【摘要】:疲劳破坏与断裂是引起工程结构和零构件失效的最主要的原因。因此,在对工程结构进行抗疲劳设计时,选用合适的抗疲劳设计方法就显得尤为重要。损伤容限设计方法是破损-安全设计准则的体现和改进,这种设计方法在承认零构件中存有初始缺陷的基础上,保证零构件在检修之前有一定的剩余强度并能正常使用,因而,用这种方法进行抗疲劳设计是非常适用的。而损伤容限设计的关键问题,就是正确估算裂纹扩展寿命,因此,通过对材料和零构件进行疲劳裂纹扩展研究,确定其裂纹扩展的各项性能参数,对正确估算裂纹扩展寿命具有决定性意义的,也为整个结构在进行损伤容限设计时提供了坚实的理论基础。 本文的研究内容分为三个部分:第一部分是关于EH40高强钢进行了疲劳裂纹扩展速率测试的研究(第三章);第二部分是关于裂纹嘴张开位移(CMOD)与疲劳裂纹扩展的关系的研究(第四章);第三部分是关于14MnNbq高强钢的疲劳裂纹扩展寿命的研究(第五章)。 首先,本文按照英国BS ISO-12108:2002规范,对EH40高强钢疲劳裂纹扩展速率的测试,得出了疲劳裂纹扩展速率da/dN-△K曲线及相关的裂纹扩展性能参数,为估算工程结构用高强钢EH40的疲劳裂纹扩展寿命提供了科学依据,同时,得出了高强钢EH40的疲劳裂纹扩展速率拟合曲线可信度为95.4%的概率分散带。 然后,本文从试样的柔度和试验频率两方面研究了裂纹嘴张开位移(CMOD)与疲劳裂纹扩展长度a的关系,结果表明,二者具有指数增长函数的关系,通过这种关系可以为那些不能够检测零构件中裂纹长度的情况提供一种便捷的方法。 接着,本文用所测得CMOD作为裂纹扩展的控制参量,得出了以CMOD作为控制参量的疲劳裂纹扩展速率表达式:da/dN=D(CMOD)P,它不仅可以描述材料在线弹性阶段的扩展情况,而且当材料处于弹塑性状态扩展时,也可以用来描述裂纹的扩展,这也提供了一个新的研究疲劳裂纹扩展的方法。 最后,本文用断裂力学的方法估算了14MnNbq高强钢的疲劳裂纹扩展寿命,并从数理统计的角度证明了14MnNbq高强钢的疲劳裂纹扩展寿命的分布是遵循正态分布的。并给出了两种求任一可靠度下的安全裂纹扩展寿命的方法,同时做出了14MnNbq高强钢的母体疲劳裂纹扩展寿命概率密度曲线,为相关设计人员分析整个工程结构的总体寿命和剩余寿命提供了帮助。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 吕宝桐,郑修麟;钛合金的疲劳裂纹扩展[J];中国有色金属学报;1998年S1期
2 吴国发 ,吴宝榕 ,石纯一,卓兵;疲劳裂纹扩展全过程的数学模型及其计算机程序系统[J];钢铁研究学报;1985年02期
3 高惠临;谈育煦;王笑天;;超高强度钢中疲劳裂纹扩展方式的实验观察[J];材料热处理学报;1987年02期
4 乔世平;;采用电磁谐振型试验机快速测定疲劳裂纹扩展下限特性的方法(二)[J];试验技术与试验机;1988年03期
5 杨平生;张定铨;胡奈赛;;在薄壳淬火硬化层中疲劳裂纹的扩展[J];金属热处理;1990年02期
6 汤晓华;刘九庆;陈强;赵海燕;张海泉;张伟明;;低周疲劳裂纹扩展速率的试验系统[J];东北林业大学学报;2006年01期
7 李红英;张希旺;;Q345钢断裂韧性和裂纹扩展速率研究[J];热加工工艺;2007年24期
8 朱丽英;陈明和;陈伟;;TC21钛合金的疲劳裂纹扩展研究[J];机械制造与自动化;2009年05期
9 ;用声发射技术研究疲劳裂纹扩展[J];机械强度;1978年05期
10 戴雅康;;低温淬火对车轴轮座处疲劳裂纹特性的影响[J];国外机车车辆工艺;1979年04期
11 张平生,胡志忠,金达曾;钢的疲劳裂纹萌生与扩展的电子显微断口分析[J];西安交通大学学报;1980年04期
12 刘泉深;吴振夫;;材料疲劳裂纹扩展门坎值的测定方法探讨[J];机车车辆工艺;1982年01期
13 裴鸿勋,何海才,师昌绪;一种铁镍基合金高温疲劳裂纹扩展过载效应的研究[J];金属学报;1983年04期
14 陈道伦,王中光,姜晓霞,艾素华,师昌绪;马氏体含量对双相钢疲劳裂纹扩展门槛值的影响[J];材料研究学报;1987年04期
15 式田 ,昌弘 ,松本 ,弘司 ,李森;蠕墨铸铁疲劳强度和疲劳裂纹扩展动态的研究[J];铸造;1989年05期
16 邓蓉英;叶智军;刘淑华;邹定强;;铁素体-马氏体复相钢疲劳裂纹扩展和闭合效应[J];金属学报;1990年03期
17 任伟;王伟;张康达;;高应力集中区中的疲劳裂纹扩展[J];压力容器;1992年05期
18 林晓斌;形状不规则裂纹的疲劳寿命预测技术[J];中国机械工程;1998年11期
19 关辉,李劲,魏学军,柯伟;AISI 321不锈钢单周过载疲劳裂纹扩展的延迟效应[J];金属学报;1999年04期
20 余圣甫,王铁琦,杨其良,沈满德;ZG20MnSi钢断裂韧度和疲劳裂纹扩展速率试验研究[J];机械工程材料;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王明星;刘志勇;翁永刚;宋天福;;电解铝硅钛合金淬火敏感性[A];第五届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2001年
2 郑国云;包陈;蔡力勋;;镍铬合金焊接材料的疲劳裂纹扩展试验研究[A];四川省力学学会2008年学术大会论文集[C];2008年
3 何玉怀;郭伟彬;于慧臣;苏彬;;FGH95合金疲劳裂纹扩展性能试验研究[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年
4 陈龙;蔡力勋;黄学伟;;一种研究材料疲劳裂纹扩展特性的数值模拟方法及其应用[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年
5 许忠勇;强群;;疲劳裂纹扩展力学理论研究(Ⅱ)——实验验证[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年
6 曾荣昌;韩恩厚;刘路;高国忠;徐永波;柯伟;;变形镁合金AM60的组织及性能[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
7 张国滨;袁荒;;基于粘聚力模型的镍基合金的蠕变-疲劳裂纹扩展数值模拟[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
8 程文明;王金诺;;桥门式起重机疲劳裂纹扩展机理研究与疲劳寿命模拟估算[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
9 许杨剑;袁荒;;利用扩展有限元法对准脆性材料中的混合型疲劳裂纹扩展进行分析[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
10 王娜;王建国;王红缨;;基于Ⅰ-Ⅲ复合型疲劳裂纹扩展的研究[A];全国MTS岩土混凝土试验研讨会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 衣振华;疲劳裂纹扩展研究及在装载机横梁寿命估算中的应用[D];山东大学;2011年
2 沙宇;铝合金疲劳裂纹扩展的压载荷效应与过载效应研究[D];哈尔滨理工大学;2011年
3 闫德俊;高速列车底架用铝合金焊接接头疲劳裂纹扩展特性[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 王坤茜;不同应力比下的疲劳裂纹扩展可靠性研究[D];昆明理工大学;2012年
5 柳军;疲劳裂纹扩展数值模拟方法及其在核压力管道LBB分析中的应用[D];重庆大学;2011年
6 张国勇;基于疲劳断裂的结构安全在线监测系统的研究[D];南京航空航天大学;2011年
7 聂德福;结构钢的室温蠕变及其对疲劳裂纹扩展的影响[D];大连理工大学;2008年
8 宋欣;压载荷对铝合金疲劳裂纹扩展影响的有限元建模及实验研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
9 邓彩艳;焊接压力管道“先漏后断”评定理论及应用研究[D];天津大学;2006年
10 雷宏刚;螺栓球节点网架结构高强螺栓连接疲劳性能的理论与试验研究[D];太原理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张凤武;高强钢疲劳裂纹扩展研究[D];武汉理工大学;2011年
2 张正;基于喷丸残余应力场的疲劳裂纹扩展的数值模拟[D];浙江理工大学;2013年
3 齐岩;疲劳裂纹扩展新理论拟合验证与分析[D];华南理工大学;2010年
4 刘继锋;几种航天用材料疲劳裂纹扩展速率的定量估算研究[D];西安理工大学;2004年
5 肖健;MDYB-3航空有机玻璃疲劳裂纹特性的试验研究[D];西北工业大学;2004年
6 李绍渊;纤维金属层压板的应力集中与疲劳裂纹扩展研究[D];南京航空航天大学;2011年
7 李军;弹塑性状态下复合型疲劳裂纹扩展研究[D];北京理工大学;2014年
8 程江华;基于无网格伽辽金法疲劳裂纹扩展的数值模拟[D];东北大学;2008年
9 冷晓畅;海洋工程用钢疲劳裂纹扩展速率试验研究及有限元分析[D];武汉理工大学;2011年
10 陈龙;考虑应变循环损伤的材料疲劳裂纹扩展行为预测方法与应用[D];西南交通大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 肖英龙;日本功能性船板开发使用现状[N];世界金属导报;2006年
2 ;我校获2005年度国家科学技术奖9项成果简介[N];新清华;2006年
3 黄锦滨;一种新型的合金抽油光杆[N];中国石油报;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978