Zr-702合金力学及腐蚀疲劳性能研究

来源 :第十九届全国疲劳与断裂学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:majinrao
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  锆合金在实际服役过程中将承受复杂的载荷作用,加剧材料的破坏和失效。锆合金作为核反应堆常用的包壳材料,其失效会造成非常严重的后果。本文自行设计了小型板状试件,并在此基础上研究平均应力、应力幅值、取样方向对Zr-702 合金疲劳和棘轮性能的影响。结果 表明,平均应力越大,塑性积累越快,稳态棘轮变形阶段的塑性积累速率最小值则越大,疲劳寿命越短。
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相比于等轴组织,钛合金中的魏氏组织具有优异的损伤容限性能,相关钛合金已在航空关键承载部件上获得广泛应用。通常认为疲劳裂纹扩展速率及断裂韧性均与裂纹尖端塑性区密切相关。本研究以具有魏氏组织的Ti-6Al-4V 合金为研究对象,表征了疲劳裂纹尖端塑性区内的塑性变形特征,重点分析了大范围形变孪晶的形成机制及其对力学性能的潜在影响。
本文采用乙酸纤维素薄膜复型技术研究7075 铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳小裂纹的萌生和扩展规律。基于疲劳试验、显微硬度测试以及断口分析,研究了不同应力比以及不同应力水平下微观组织结构对小裂纹扩展路径及扩展速率的影响。试验结果表明小裂纹萌生和扩展受加载应力和微观结构等多种因素的影响。对于7075 铝合金搅拌摩擦焊接头的主裂纹来说,小裂纹萌生和扩展阶段大约占据了整个疲劳寿命的一半甚至更多。
在建筑、交通、航空航天等领域,复合材料因为其优异的力学性能而被广泛的运用。随着越来越多的被运用在工程中,复合材料的疲劳特性成为了大家关注的重点。因为复合材料疲劳损伤的机理复杂,所以对其寿命预测和失效分析带来了很大困难。在复合材料的各项力学性能参数中,泊松比在复合材料的疲劳过程中持续衰减;同时,复合材料的泊松比可以在不破坏其本体的情况下测量。
316L 不锈钢凭借优良的抗腐蚀性和耐高温性在常温和高温环境下都得到了广泛的应用,然而在高温环境下,其疲劳失效机理由于蠕变和氧化的作用变得更为复杂。为揭示316L 高温疲劳失效机制,建立物理本构模型,本文在650℃下进行单轴拉伸试验和低周疲劳试验,分析材料的宏观力学行为,基于弹性模量演化规律确定疲劳损伤变量,研究高温疲劳损伤累积规律,基于滞回曲线分割法计算内应力状态变量,建立宏观力学行为和微观组织
近年来围绕深海资源的国际竞争愈演愈烈,海床作为新兴战略空间的重要性日益凸显,而海底资源开发、科学调查与环境评估都离不开深海运载作业装备。底栖型潜水器作为一种新型深海潜水器,与传统潜水器相比,其面临的海底作业环境迥异,特别是球形滚进方式突破了传统机器人的运动方式,这对耐压壳材料及结构安全设计提出了新要求,存在材料测试分析技术和剩余寿命预测技术等关键技术有待研究。
预压缩变形是挤压镁合金常用的一种预处理方式,它能够诱导大量的拉伸孪晶产生,不仅改变了材料原始的挤压织构和微观结构,还会影响材料的腐蚀性能。在本文中,对原始的AM60 镁合金挤压棒材施加了2%和4%预压缩应变,并通过微观观测,腐蚀测试和腐蚀疲劳实验分析了预压缩变形对AM60 镁合金腐蚀疲劳性能的影响。
从疲劳载荷处理手段的角度对现有的多轴随机载荷下疲劳寿命分析频域法进行了分类讨论。详细介绍了包括单轴等效应力法、临界平面法和应力不变量法在内的高周疲劳区中基于应力的有限疲劳寿命分析方法。上述方法与单轴随机载荷下疲劳寿命分析频域法的理论框架完全相同,主要区别在于损伤参量的选取。
微动疲劳是指在往复的接触载荷下,形成接触的一对表面产生微小相对运动的现象。在微动接触区的边缘往往会产生应力集中并萌生裂纹,导致结构件的失效破坏。航空发动机叶片与涡轮盘之间的榫槽接触是一种典型的微动疲劳工况,微动疲劳会导致叶片从根部发生断裂,进而导致发动机的故障。
本文研究了用于高压输电线路的钢芯铝绞线铝股线在不同环境下的微动腐蚀行为。微动试验在疲劳试验机上进行,利用制作的辅助夹具以及高压电源设备,获得了不同工况下铝股线的微动磨损Ft-D-N 曲线,观察了磨损表面形貌,分析了微动机理。结果 表明:随着接触载荷的增加,铝股线的微动机制由滑移区向混合区的转变更快;接触载荷小于30N 时,位移振幅越大,滑移区越显著;相对于干摩擦,在NaCl 及NaHSO4环境下,
本文利用宏观、微观、有限元仿真模拟结合的系统分析方式,利用X-射线、体式显微镜、扫描电子显微镜等技术,对超转试验后的整体叶环进行表征,结合有限元模拟建立SiC 纤维增强钛基复合材料整体叶环的超转损伤失效模型,明确了超转试验件的损伤失效机制。对整体叶环承载模式有限元模拟分析发现,超转试验中结构件外部配重应力影响区是损伤断裂的起始位置。