疲劳裂纹扩展的门槛值的确定方法及其影响因素
疲劳裂纹扩展的大狱研究和试验表明,对千仔在一定尺寸裂纹或缺陷的材料和构件,并非在任音交变应力娜值下裂纹都是扩展的,只有当裂纹尖端的应力强度因子达到或超过某一值时,裂纹才会在交变应力的作用下扩展。当裂纹尖端的应力强度因子小于这一值时,裂纹在交变应力作用下不发生了一展,这个应力强度因子浪就是界限应力强度因子幅值AK,,‘,在疲劳研究中称此价为疚劳裂纹扩展的门槛位。 ._;。,.,,._,_。_,.;_二_daL、之。~_、~、1.,、、~。。,_。,二_二、、.、Lr,二、、,.r_二 门槛{}气八K,。疲芳裂纹扩展速率耸井一样,是反映带裂纹或缺陷构件抗疲劳性能的一个 ’‘’一”‘一‘了‘jj凡,钱’、4’卜’一“d八刃”’~~即、”‘4、~~一、’一’‘”’“’~“’一‘~户‘重要指标,是工.程机械或构件设计选材和安全性分析的不可缺少的重要参数。 在实际工程结构中,对于一些重要的承力构件,常需要根据材料的门槛值△Kth来确定其工作...&
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疲劳失效作为威胁设备可靠性的主要因素,一直是工程技术领域的研究热点和难点。近年来,过程工业领域高参数(高温、高压)、大型化、长周期和高风险的发展新趋势,对机械装备的寿命可靠性提出了挑战,使早期破坏预测和长寿命设计成为本领域研究的新热点。本文以先进火电汽轮机转子和核电焊接转子为对象,围绕微结构影响下的疲劳破坏行为问题,从理论分析、数值模拟和实验研究三个层面,系统研究了近门槛值区的疲劳裂纹扩展和超高周疲劳行为。主要研究内容和结论如下：(1)近门槛值区疲劳裂纹的扩展与材料微结构密切相关,以高低压一体化汽轮机转子钢25Cr2NiMo1V为对象,试验研究了微组织不同的高压端(HP)与低压端(LP)材料近门槛值区疲劳裂纹扩展行为,基于微观分析手段阐明了微结构差异对近门槛值区裂纹扩展和断裂模式的影响。首次发现：裂纹尖端循环塑性区和原始奥氏体晶粒尺寸相等,可作为辉纹型和晶体学型两种疲劳裂纹扩展模式的判定条件,进而基于循环塑性区理论较好解释了面型...&
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低合金双相耐磨钢是目前国内外广泛研究的一种新型耐磨材料,通过调整化学成分、热处理工艺及铸造工艺等因素,获得不同含量马氏体(M)-贝氏体(B),满足不同磨损情况下对材料强度、耐磨性的要求,克服了高锰钢应用上的不足。本文研究以Si、Mn为主要合金元素的高强韧双相耐磨钢,其强度、硬度、及耐磨性能明显高于普通高锰钢(Mn13),但延伸率低于高锰钢。坦克、装甲车辆履带板要求强度和硬度高,耐磨性好,同时要保证履带板使用安全,不断裂。履带板处于周期性交变载荷作用,反复受到拉压、弯曲应力作用,履带板易产生疲劳裂纹。因此,研究低合金双相耐磨钢的疲劳行为及其影响因素,并与高锰钢进行对比,具有重要意义。通常材料强度越高,脆性越大,越容易导致疲劳裂纹产生,相反,塑性较好的材料不易产生疲劳断裂。本文在低合金双相耐磨钢力学性能及耐磨性能基础上,对其疲劳性能进行研究。以履带板常用材料高锰钢作为对比材料,研究了以下几方面内容：1、用旋转弯曲疲劳试验方法测定双相...&
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焊接桥梁结构中裂纹的萌生以及扩展,对桥梁结构的安全构成了重大的威胁。研究焊接结构疲劳裂纹扩展行为以及疲劳寿命的预测,可进行结构的抗疲劳设计,为结构安全使用提供重要的理论基础。本文以天兴洲公铁两用长江大桥为背景,在铁道部攻关项目”焊接结构疲劳裂纹扩展速率及其应用”的支持下,采用试验分析与有限元数值模拟相结合的方法,系统地研究14MnNbq焊接桥梁钢穿透裂纹和表面裂纹的疲劳扩展行为及寿命预测。本文的主要研究工作与成果有：(1)对14MnNbq焊接件的疲劳裂纹扩展性能进行了系统的试验研究,得到了可供实际工程抗疲劳设计的基本参数。获得了14MnNbq母材、焊接热影响区和焊缝试样在应力比R=0.05,0.25和0.50时的扩展速率曲线和裂纹扩展门槛值。通过讨论Pairs材料参数C和m与应力比R的关系,给出母材和焊接热影响区试样统一的裂纹扩展速率表达式。使用该表达式,任意应力比时的扩展速率可通过R=0时的扩展速率曲线来确定。比较母材、焊接热...&
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结构和机械的疲劳是一个十分复杂的问题,疲劳研究是一个存在大量经验性规律和相互矛盾观点的研究领域。因为影响材料疲劳强度和寿命的因素很多,而且绝大多数影响因素目前还无法很好地从物理模型及数学模型上给予合理的定量描述,加之试验条件与实际应用条件之间存在较大差异,因此尽管研究已积累了大量理论成果与试验数据,仍然无法对疲劳强度和寿命问题做出比较通用而且比较准确的预测和分析。一方面,实际工程应用在疲劳研究指导下采取相关措施确实能有效防止疲劳破坏,但另一方面,使用的指导方针对不同应用甚至同样应用却仍然无法阻止疲劳破坏案例的发生。这说明疲劳问题不论从理论上还是在实践中都没有完全解决。随着现代社会发展多样性和节奏加快的需求,疲劳问题越来越成为国内外学术界和产业界关注的重点。本文研究了工程机械构件的疲劳问题。工程机械是人类社会应用广泛的重要工具之一,随着现代科学技术的发展,对工程机械结构提出了越来越高的要求,不仅要求有较高的承载力,减少原材料的使用...&
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工程中疲劳寿命估算，分为裂纹起始寿命和裂纹扩展寿命两阶段分别进行估算，然后求和即得总寿命。估算裂纹起始寿命和裂纹扩展寿命，需要有好的裂纹起始寿命表达式和裂纹扩展速率表达式。对疲劳裂纹扩展速率表达式的研究已有50余年的历史，提出的裂纹扩展模型和表达式已达100多个；其中也有不少能描述包含近门槛区、中部稳态扩展区和快速扩展区等三个区在内的整个疲劳裂纹扩展曲线的表达式。但这些表达式中均含有物理意义不明确、需由实验确定的常数。近年来，这项研究仍在进行中。本文系统地分析和总结了中外文献对高塑性材料、低塑性材料和脆性材料，包括金属材料、高分子材料和陶瓷材料的疲劳裂纹扩展微观机制和宏观力学模型的研究结果，进而采用理论分析与实验研究相结合的方法，从微观和宏观两个方面对疲劳裂纹扩展的一般规律、影响因素、微观机制、力学条件和宏观规律及其定量理论进行了深入的研究，给出了为实验结果所验证的接近完善的疲劳裂纹扩展表达式。本文的主要结论和创新点有：首先，认...&
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淘豆网网友近日为您收集整理了关于35SiMnMoV钢和GH4049合金疲劳小裂纹扩展速率的模型探索的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：35SiMnMoV钢和GH4049合金疲劳小裂纹扩展速率的模型探索 分类号:!立!j 5:5±!论文编号:鲤&垫5 1Q密级贵州大8学2005届硕士研究生学位论文Y?87398 35SiMnMoV钢和GH4049合金疲劳小裂纹扩展速率的模型探索学科专业:执拱掌研究方向:挝茎盐强度嚣叛挝魁导师:裂一童~建研究生:鲤壬趣中国·贵州·贵阳200§垒§县贵州大学硕士论文摘要工程中对疲劳长裂纹的研究有多年的历史,得到的结论和提出的疲劳裂纹扩展规律有很多,但是对疲劳小裂纹的试验研究相对甚少,尤其是高温下的疲劳小裂纹的扩展行为研究更少.因此有必要在高温状态下对小裂纹进行深入的研究,并结合常温下对疲劳小裂纹研究的结果进行适当的对比,从而充分合理的描述有关疲劳小裂纹的扩展规律极其影响因素.本文通过对35SiMnMoV复相钢的常温疲劳试验研究和GH4049镍基高温台金的高温疲劳试验研究,获得了大量的试验数据和得出了相应的裂纹扩展行为规律.结合中外文献对疲劳裂纹的研究结果,采用理论分析和试验研究的方法,从裂纹的扩展特性及裂纹的萌生和扩展形态两方面,系(来源：淘豆网[/p-.html])统地分析和总结了疲劳小裂纹的扩展规律,井得出了影响疲劳小裂纹扩展的主要因素.本文通过对疲劳长裂纹的门槛值研究。结果表明:高应力比下的长裂纹门槛值要比低应力比下的长裂纹门槛值小。高温疲劳长裂纹在650&C时的门槛值比700.12的门槛值低。小义通过疲劳小裂纹的扩展特性研究,结果表明:疲劳小裂纹的扩展速率受应力比及应力水平、温度和显微翻I以Ifn影I州I}现由快变慢又加速的过程t且数据分散;高温疲劳载荷下会出现多条小裂纹同时萌生.并合并却腑的协批r…衄力水甲越高,裂纹数越多,平均裂纹长度也越长且增长得越快;温度对疲劳裂纹的扩展速率竹撤人的影响t即I叫~△K下疲劳小裂纹的扩展速率会随温度的升高而提高.但是应力集中起主导作用时,温度越商,觚裂纹扩腱速率反而越慢.本文通过疲劳小裂纹萌生和扩展形态研究,结果表明:疲劳小裂纹一般萌生于应力集中的地方,如半圆形缺口底部的晶界处或缺口底部的夹杂物和孔洞处。高温下的疲劳小裂纹多数萌生于半圆形缺口底部的晶界处,极少数小裂纹萌生于缺口底部的夹杂物和孔洞处;(来源：淘豆网[/p-.html])温度、显微组织、应力集中等是疲劳小裂纹扩展形态的主要影响因素。本文在试验结论和理论知识的基础上,根据疲劳短裂纹扩展速率与微观参量之间的关系.探索并初步建立了用微观参量来表达的短裂纹扩展速率表达式的模型:关键词:常温疲劳小裂纹,高温疲劳小裂纹,35SiMnMoV复相钢,GH4049镍基高温合金,长裂纹门槛值,小裂纹扩展特性,小裂纹萌生和扩展形态,微观参量,短裂纹扩展速率表达式模型雁rl_1叫lI|塑州壅!!!查兰堡主望苎垒呈塑里塑ABSTRACTThe studies offatigue long cmcks have been for many years and have a lot ment on theregulation of growth for fatigue cracks.But the study of fatigue small cracks is opposite very few,particularlythe behavior research ofexpanding(来源：淘豆网[/p-.html]) of small crack in high heat is more little.Therefore itis necessary that we have to study the expanding ofsmall cmck in hi曲heat and contrast the results ofthat in normal temperature.Witll the help ofresults.We can describe the influence factor ofregulationofgrowth characteristic offatigue small crack.The paper has a lot of data for theregulationof the growth characteristic of small crack by theplastic—replica methods in 35SiMnMoV Marten site+plex (来源：淘豆网[/p-.html])phase steel and GH4049 heatalloy steel.W汕the results from the Chinese and Foreign cultural heritage.by applying the methodtowards the research oftheories analysis with experiment research,We systematically analyze with thel_cgulation about beginningandgrowth offatigue small crackandhavemainfactorforthat.Rcstdls onfatigue long cracks threshold show that threshold is higher in high R than in the low R.m lhe high temperature threshold willincrease wit(来源：淘豆网[/p-.html])h increased temperature.I A slndyof the growth characteristic offatigue small cracks shows that the growth rates fluctuatein along period,because it is a航cted by the many facmrs such as R,the level of Strass andtemperature and SO on.And the data of the growth rates iS dispersed.We alSO observed that manycracks may grow in the same time.And the temperature iS more,the quantity of cmoks is more andaverage crack length is longer.In the same△K,the temp(来源：淘豆网[/p-.html])erature is mole,the rates of growth offatigue cracks is higher.But in the condition ofthe stress concentration,the rates ofgrowth offatiguecrack decrease with the increase oftemperature.The results ofbeginning and growth offatigue cracks also show that cracks are normally initiatedat the place for stress contradiction.,such as the surfaces of the notch on the bottom andinclution-paticlas or voids.In the hi曲temperature experiment,more fatigue small (来源：淘豆网[/p-.html])cracks areinitiated at the boundary ofhemicycle hole at the bottom,feW cracks are initiated at inclution-paticlesOr voids at the bottom of hemicycle hole.We Can draw a conclusion tha:t the growth characteristitsand rates are affected by more factors such∞anization ofparticles and contradictionon stress.According to the the experiment and theories foundation,We drew a model for the expanding offatigue small crackKey words:fatigue small cracks,35SiMn(来源：淘豆网[/p-.html])MoV,GH4049,fatigue long cracks threshold,thegrowth characteristic ofsmall crack.”、.。.....●rl—叫lL|J塑拼第一章绪论导言一般从疲劳断口宏观分析可知,疲劳过程是由裂纹萌生、裂纹失稳及最后失稳扩展所组成的。其中裂纹亚稳扩展占很大的比例,是决定机件整个疲劳寿命的重要组成部分。对于含有原始裂纹或缺陷的实际机件来说,裂纹亚稳扩展显得很重要。因此研究疲劳裂纹的扩展规律、扩展速率、扩展性能及其影响因素,对延长疲劳寿命和预测实际机件疲劳剩余寿命均具有重要意义。‘1l又由于将现有的线弹性断裂力学理论应用到疲劳小裂纹的饿研究中存在一定的限制,这个限制涉及剑裂纹K短与塑性区大小的相对尺寸。后者还包括了裂纹增长的驱动限制,正因为小裂纹『『J诸多扩腮特性决定了对小裂纹萌生与扩展的试验观察具有重要的工程意义。一、疲劳小裂纹研究目的和意义金属材料在交变应力的多次作用下发生损伤或破坏的现象称为疲劳。疲劳失效失效是工程技术中的十分普(来源：淘豆网[/p-.html])遍的物理现象,它的基本特征表现为材料在低于其静强度极限的交变应力或应变的持续作用下,萌生多种类型的内部缺陷(如位错、滑移带、孔洞和微裂纹等),并逐步演化为宏观裂纹,以及由于裂纹扩展而最终导致结构破坏的过程,进入高科技以来,疲劳问题也越来越突出口“。构件因承受疲劳载荷而发生的失效现象,可以归结为裂纹的萌生,扩展和最终失效等三个阶段。在裂纹尺寸较长(如若干毫米以上的尺寸)的情形下,可以直接采用线弹性断裂力学方法来对问题加以描述。以往实验室用作进行疲劳实验的试样通常也含有尺度大于若干毫米的裂纹。但在实践中人们发现:大约80%的时间要花费在裂纹尺寸小于1mm的小裂纹的萌生和扩展上。当裂纹长度减小到一定值之后疲劳极限偏离稳态门槛的线性关系,门槛值会随裂纹长度的减小而降低,这种口&口2的裂纹称为疲劳短裂纹。如图I-!所示。一般地,按影响小裂纹扩展有关主导因素的差异,可将小裂纹问题分为壹趔丕兰塑主鲨塞蔓::童堑丝(I) 显微组织小裂纹:裂纹尺寸与材料显微组织的特征尺寸(如晶粒尺度、增强合吕Ⅲ是娶辍Ⅸ(来源：淘豆网[/p-.html])h=y&on厩&K帅?l;y&口q、|磊瓦图I·l Kitagawa材料中的颗粒间距或第二相颗粒尺度)相当时,裂纹的扩展特征要受到材料微观特性的影响这便是所谓的显微组织小裂纹。(2)物理小裂纹:裂纹尺寸明显超过材料显微组织的特征尺寸或局部塑性区尺寸,只是从物理的角度由于裂纹尺度仍然属于“小”的范畴,从而使得闭合的效应不明显。并直接影响到其相应的扩展速率。这种裂纹的长度一般小于lmlIL(3)力学小裂纹:近顶端塑性区尺寸与裂纹尺度可比的光滑试样中的裂纹,或者包含在缺口塑性场之内的疲劳裂纹。(4)化学小裂纹:由于环境引起的腐蚀效应对裂纹“尺寸”这一概念有影响.故使得裂纹扩展速率显现出异常行为.有时也将这种裂纹称为化学小裂纹。根据上述不同机理,人们分别提出许多理论模型或处理方法(如微结构效应模型【4“、闭合效应模型‘…”、宏观效应模型‘…、裂纹偏析模型f13.14]、环境效应模型㈣、和小裂纹统计分析模型“。171等分别用以解释各种裂纹扩展主要因素作用下的裂纹扩展规律。他们在一定程度上解释了小裂纹扩展规律,但进一步的工作有待于深入的开展。由于在小裂纹阶段的材料的损伤破坏过程本质涉及到复杂的非线性、非平衡的演化现象它不仅是微损伤结构的集体效应,而且它对材料的细观结构相当敏感。因此线弹性断裂力学已不能用来作为分析小裂纹疲劳扩展的工具。这使得小裂纹疲劳扩展特性的研究不仅具有深远的理论意义,而且还有巨大的实用价值。最近几十年来,伴随材料科学和断裂力学的发展,有关小裂纹疲劳问题的研究已成为基础学科的重要研究方向之一。它涉及诸如力学、材料学、应用毅’:±等计多学科领域的知识。许多规律在被总结出后,极大地提高了人们对材料疲劳失效问题小埙的认U{,健进,在相麻的机械工程、生物力学、航空工程领域内技术的进步。然而有关小裂纹疲劳扩展特性的研究仍旧是近十余年来疲劳问题的重点之一。有待于人们去进行更深入细致的研究。另一方面,在航空、动力、冶金和化学工业等设备中,许多零部件需在高温、高压、高应力等极为复杂的条件下工作,并且在运行中这些参数不断变化,因此高温疲劳破坏的事例时有发生。例如对航空发动机的主要零件如导向叶片、工作叶片、燃烧室及涡***等进行的寿命分析表明,主要的是疲劳问题(即高温疲劳)。一般说高温疲劳是指高于室温的疲劳现象但实际上用室温来划分是不严格的,因为材料的性能取决于材料实验温度和该材料熔点之比。随着这比值的增加,温度对材料的作用增加。对于某些低熔点台金例如铅来说,室温就足以使它产生高温行为,发生晶界滑移和断裂。因此通常把温度高于0.5—o.6Tm(T。是以绝对温标表示的熔点温度)或温度高于再结晶温度是发生的疲劳现象叫高温疲劳。把温度高于室温但低于0.5T。时的疲劳现象叫中温疲劳。在中温疲劳时,疲劳强度比室温疲劳强度降低不多,蠕变也不起重要作用a这时仍可采用常规的疲劳设计方法,只要考虑温度对材料疲劳极限的影响就行。高于0.5Tm时,疲劳强度往往会急剧下降,而且往往是疲劳与蠕变同时作用。因而也有人把高温疲劳称为蠕变范围内的疲劳,而把中温疲劳成为亚蠕变范围内的疲劳。在工程实践中,有许多设备机构,像航空发电机、原子反应堆的热交换器、汽轮机和锅炉等,都长期在高温条件下工作塞塑盔芏堕主堡皇蔓二童鲎堡承受高温载荷的作用。尤其是在社会经济走上集约型发展的道路,促使石油、化工、能源工业的工艺向着高温、高压和大型化发展,设备工作条件更加苛刻,对其安全可靠可靠性提出了更高的要求,迫切需要对材料高温问题进入深入研究‘”】。另一方面,目前世界上已有大量的石油、化工厂、发电厂运行了相当长一段时间,其关键部件已超过设计寿命,从经济观点来看,人们希望这些工厂能继续运行20-40年,为此必须研究她K设箭使Ⅲ寿命的高新技术,尽可能挖掘设备潜力。同时,以高温固体力学为基础的寿命1叫fr{t术¨J川J:此订面.如制定设计规范和标准、建立合适的设备检修间隔、制定合理的维修¨谢肢惮{1.心“等。斯命评价的开发与研究已成为现代工业生产不可缺少的部分,而且寿命评价技术所带来的经济嫂茄也是想当可观的。通常在生产相同的情况下,对于一个达到设计寿命的火电厂,采取延寿措施所需要用仅为建造一个新厂的20.30%左右。又如根据断裂力学的评价方法,现代的发动机转子检修间隔可以从6年延长到10年‘”】。可见高温问题的研究对国民经济的发展有十分重要的意义.且集中于常温下材料性能,而对于高温下材料的特殊破坏机制研究得较少,而且由于资金、技术、设备、人力等诸多方面的因素,我们的研究水平同国际水平还相距甚远。因此我们进行该方面的研究无疑是很有意义的。随着科学技术的发展,关于高温疲劳短裂纹的研究越来越引起人们的重视。因研究短裂纹的扩展规律对目前大部分高温工程结构破坏的预测与防止有很重要的作用120】。但高温r疲劳往往是多裂纹启裂萌生的,为了更准确的研究短裂纹的扩展规律,实验中在镍基高温合金疲劳试样缺口中央开一个直径0.3ram、深度3ram的小孔使应力集中孔边缘,疲劳就以单裂纹的方式进行扩展,然后以合并的形式最终破坏,从而避开了多裂纹的干扰。此方法对研究短裂纹的扩展规律具有重要的现实意义。二、疲劳小裂纹扩展研究中存在的主要问题贵州丈学硕士论文第一章绪论用断裂力学概念描述疲劳裂纹扩展问题通常要以疲劳实验所获得的实验结果作为研究的基础之一。所用试样通常含有尺度为几毫米以上的“长裂纹”。这~做法隐含了如下相似性概念对丁受到某一特定载荷历程作用的载荷——环境体系,即使试样尺寸不同,试样中裂纹几何条什【j王不一致,只要描述参量(如小范围屈服时的应力强度因子)取值相同,裂纹的近顶端场就基本相同。然而在实际工作中人们发现:当其裂纹长度介于某特定的尺寸时(通常小于lmm)采用线弹性断裂力学来描述起扩展规律时,往往得到如下“异常”结果(参见图1-2所示)(1)裂纹可在低于长裂纹应力强度因子,门槛值△j【m时发生扩展,即小裂纹的AKn随裂纹长度的减少而降低。牙jjIz(A帕围I哼h裂纹和长裂锭的臭型的疲劳扩展特征示意围(2)在相同的名义驱动力△K作用下,小裂纹具有比长裂纹高得多的裂纹扩展速率。(3)在一定范围内,小裂纹扩展速率随裂纹长度大增加而降低,当长度跨越一临界值后再次呈现加速扩展的趋势。(4)小裂纹的萌生和发展明显受材料细观组织的影响.例如晶粒大小、第二相尺度与分布都与裂纹扩展过程中的闭合效应偏析效应密切相关,由此造成小裂纹实验数据具有较大的分散性。(5)微观组织小裂纹可以弥散地萌生和发展,单位面积上的裂纹数随循环次数的增加而增加,并且随着损伤过程的发展将会发生裂纹汇合现象‘“1。总之,线弹性力学的相似原理已经不能再用来反映裂纹扩展的初始阶段,也就是小裂纹的相应规律。如果仍然按照线弹性力学的方法去研究小裂纹疲劳扩展问题,所得的结果往往只是对构件疲劳寿命的非保守估计,造成构件服于的潜在危险性。三、问题本质的分析及其解决问题的关键1.小裂纹问题的本质(I)¨川n微观不连续特点。例如对晶界、夹杂物、沉淀项或其他强化项而言,由于他们的尺JQ’』训7I-i'(,J!I^微a【纵小裂纹的尺度相当,对疲劳小裂纹的扩展路径和速率有一定的影响。但这些纠i构I.}cJ小连缕tl:-以及品粒的晶体取向对长裂纹的影响要小得多,因为在这种情况下,裂纹顶端塑性场部位含有品粒。材料的损伤断裂行为主要由材料的整体平均特性决定。(2)因为周围弹性材料所施加的约束不同。在大小相等的名义应力强度因子的作用下,疲劳小裂纹的微观扩展机制与长裂纹会有很大的差异。光滑式样的自由面萌发的疲劳小裂纹所受到的约束与穿透疲劳长裂纹顶端的约束条件是不同的(sc埘ve,1981)㈤。近表面小裂纹的晶体学第1阶段的扩展也使裂纹顶端出现严重的混合型载荷条件。(3)因为显微组织疲劳小裂纹和疲劳长裂纹的扩展机制不同,在这两种情况下由裂纹偏析所g起的有效驱动力的变化也有很大的差异单个晶粒内部的小裂纹周围的形变由晶体的塑性区控制,这些裂纹的晶体学扩展使得裂纹顶端出现强烈的混合型载荷条件。因此小裂纹的裂纹偏析与裂纹顶端塑性的综合效应也与长裂纹相同。(4)即使加载条件和裂纹尺寸使得裂纹扩展特性不再受制于上述因素的影响.小裂纹的物理微小性也会由于裂纹张开应力较低而提高其相应的裂纹扩展速率。而对于有较长尺度的裂纹,各种闭合机制必将引起裂纹面的提前接触(闭合现象)从而会大大降低其相应的裂纹扩展速率。(5)在一定的腐蚀介质中,由于腐蚀疲劳机制与裂纹尺寸有关,因此空气条件下疲劳裂纹问存在的相似性会遭到破坏。2.小裂纹问题研究的关键由上述的分析可以知道,目前解决小裂纹疲劳扩展特性这一问题的关键在于(”裂纹尖端塑性区的准确描述——这一涉及到线弹性断裂力学已实效时,裂尖塑I'I馊卅水胍.JcjE是0^环塑性变形本质的描述问题。此时,源自T应力项的影响应当恰如JL分『|q J:以『I:***的描述。同时也决定了在此必须引入材料的结构尺寸(如晶粒尺寸)以及微观结构的变形特点,从而对裂尖塑性予以综合考虑。此外还需要研究各种不同试样所对应的T应力随裂纹长度的变化规律,以及对裂纹尖端塑性区和裂纹扩展速率的影响,这涉及到小裂纹段驱动力的重新定义问题,这种定义长度的发展趋向线弹性断裂力学的结果。(2) 裂纹段裂纹闭合效应匮乏机理的研究——其中涉及塑性诱发闭合及裂纹面偏析所致闭合等各种机制,并确定表面裂纹沿深度方向和沿表面方向闭合效应的差异,从而确定表面小裂纹沿深度和长度方向扩展速率的差异。此外,应当研究裂纹尺度强烈受制于材料的微观尺度时裂纹的闭合特性。(3)小裂纹段裂纹偏折效应所造成的I型断裂模式II型断裂模型共同作用结果的研究。这也涉及到材料微观结构尺寸和微观特性的影响。(4)有关小裂纹实验的研究——包括单晶体材料或对晶粒尺度较大的多晶体材料中,小裂纹扩展规律、裂纹走向、小裂纹沿深度和长度方向的闭合效应、裂尖张开位移、循环塑性区尺寸及%一斋关系的测定等。播放器加载中，请稍候...
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35SiMnMoV钢和GH4049合金疲劳小裂纹扩展速率的模型探索 分类号:!立!j 5:5±!论文编号:鲤&垫5 1Q密级贵州大8学2005届硕士研究生学位论文Y?87398 35SiMnMoV钢和GH4049合金疲劳小裂纹扩展速率的模型探索学科专业:执拱掌研究方向:挝茎盐强度嚣叛挝魁导师:裂一童~建研究生:鲤壬趣中国·贵州·贵阳200§垒&#1...
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