基础件用钢的疲劳破坏问题及改善思考

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:Tianjun9
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  齿轮、螺栓、弹簧、轴承等基础件是机器制造的基础,其品质决定了机器的性能。它们在机器中的作用各不相同,服役环境也是多种多样,失效方式也是多样化的。但是,疲劳破坏问题是它们的一个共性问题。随着轻量化和功率密度的持续提高,要求基础件的强度不断提高,现在已经研发和开始应用齿轮钢、螺栓钢、弹簧钢、轴承钢的抗拉强度可以分别达到了1200、1600、2100、2200 MPa(HRC60),碳含量从低碳到超高碳的范围。
其他文献
直流电位法和柔度法是裂纹定量测量两种最广泛应用的技术方法。在一些测试条件比如极端环境位移测量传感器不适合使用的情况下,DCPD 有其独到的优点,对裂纹测量更有效。对于一般的金属测试样品,DCPD 测量系统需要一提供稳定大电流的恒流源(一般不小于于5 安培),和至少两路电压放大器(一般不小于2000 倍数),一个用于测试的样品电压,另一个用于参考电压。
试验机结合高温真空试验系统/火焰加热装置是分别用于测定材料在真空或惰性气氛下/航空发动机材料的高温力学性能(抗拉强度、抗压强度、抗折强度、蠕变持久强度、动态疲劳寿命等性能)的专用设备。本公司推出的新一代1500℃高温真空试验系统可配合高温液压夹具及高温引伸计对各类材料进行1500℃高温强度、弹性模量及疲劳寿命测试;而本公司推出的新一代1500℃火焰加热装置则可配合高温拉伸夹具对各类材料进行1500
随着航空发动机在各种恶劣使用条件下的性能要求不断提升,对轮盘、叶片、机匣等关键构件的抗疲劳、长寿命要求也越来越高。美国用以指导航空发动机结构设计的《发动机结构完整性大纲》(Engine Structural Integrity Program,ENSIP,MIL-HDBK-1783B w/CHANGE 2)已经明确提出“所有航空发动机零件的疲劳寿命都应达到至少109 次循环”。
会议
细晶强化是钛合金及其复合材料的主要强化手段之一。在晶粒细化的过程中,由于缺陷密度的增加和加工硬化作用的受限,材料的塑性变形能力会出现明显下降。本研究采用低温球磨和放电等离子活化烧结的方式,制备出强度明显提升的钛合金材料。随后,通过在细晶基体中引入粗晶组织的方式,制备出具有双重晶粒尺度结构的双尺度钛合金材料,显著改善了材料的塑性变形能力,实现对材料的综合性能调控。
裂纹尖端失效区的描述是认识裂纹起裂行为和建立起裂准则的基础和前提。针对无限大平板含中心贯穿斜裂纹模型,在充分考虑非奇异应力项(T 应力)对裂纹尖端失效区影响的基础上,采用Drucker-Prager 强度准则,对PBX Ⅰ-Ⅱ 复合型裂纹尖端失效区进行理论计算研究。理论上给出了考虑PBX 材料拉压比、泊松比、静水压力、应力状态、T 应力以及裂纹面闭合摩擦效应的Ⅰ-Ⅱ 复合型裂纹尖端失效区隐式控制方
针对DC06 汽车用钢在开展最大应力为0.95 倍准静态抗拉强度(Rm)的应力控制高频疲劳试验时,出现的循环数十万次而未断裂失效这一现象,设想了该现象是因高频疲劳试验时大应变率疲劳加载效应所致,创建了动态循环抗拉强度(cycle tensile strength)(Rmd)这一新名词,并首次公开报导了钢的循环抗拉强度(Rmd)高于准静态抗拉强度(Rm)的现象.
重点介绍国内外材料动静疲劳测试前沿技术,包括疲劳寿命测试、断裂力学测试以及在特殊环境下的材料、零部件力学性能测试。介绍了材料疲劳测试相关技术应用及案例情况,阐述材料微观力学原位疲劳测试技术及相关试验方法、模拟实际工况下的材料及部件的力学疲劳性能测试方案、动静测试在材料、汽车制造、航空航天、武器装备等相关领域的运用。
随着加载和卸载的重复,疲劳裂纹会增大,其形状也会发生变化。 Paris 等人利用应力强度因子的幂律关系方程表明金属的疲劳裂纹增长率。 本文采用有限元仿真技术,利用裂纹尖端附近的纵向和横向位移增量比来预测裂纹的形状。裂纹增长率通过ABAQUES 的低周疲劳分析获得。该方法通过实验数据得以验证。
区别于传统液压试验测试系统,原位加载装置具有对称加载、精度高、量程小、体积小巧、功能丰富等特点,特别适用于贵重材料、单晶材料、生物材料以及高分子材料等小试件力学性能和疲劳寿命的测试。原位加载装置采用特殊结构实现双向拉伸(压缩)的对称加载方式,保证被加载试件的中心位置不变。配合多种微观检测设备,可以原位在线观测材料受外载作用时的微观组织变化规律。
材料的疲劳裂纹扩展数据一般在恒幅载荷下测试得到,而实际结构一般受变幅载荷谱,这种情况下使用测试得到的得到的疲劳裂纹扩展数据预测结构寿命是困难的.Elber 在近50 年前发现的疲劳裂纹闭合效应,给解决这一问题提供了理论前景.针对箭体管路结构中常用的0Cr18Ni9 不锈钢,通过数字图像相关技术(DIC)测试了2 mm 厚0Cr18Ni9 不锈钢板疲劳裂纹扩展时的张开载荷,初步得到了考虑塑性诱导裂纹