表面纳米化处理后的金属的拉扭复合高周疲劳数值模拟

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:liwanli14
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  本文建立3D 内聚力有限元和蒙特卡洛相结合的计算模型,研究在拉-扭复合载荷作用下具有不确定性特征的粗晶和表面纳米化处理后金属的疲劳寿命和损伤演化行为。为了描述金属疲劳的随机特性,在蒙特卡洛方法之中采用三参数威布尔统计分布函数。相比于各向同性硬化,Chaboche 模型能够更合理地描述拉扭复合载荷作用下金属材料复杂的塑性行为。
其他文献
本文详细研究了亚稳定奥氏体钢AISI348 在多轴循环加载条件下的应变诱导马氏体相变演化与塑性力学模型。在Santacreu 模型的基础上通过定义累积等效塑形应变和马氏体相变所需应变增量阈值得到了一个能同时描述多轴单调与循环加载下马氏体相变演化的动力学模型。通过将马氏体相变强化引入到不锈钢各向同性强化,得到了AISI348 的循环塑性力学模型。文中进行了不同应力三轴度下的多轴循环加载实验,实验数据
会议
表面强化处理是提高航空发动机等关键零部件疲劳寿命及可靠性的重要工序。然而,在表面强化材料低周寿命研究过程中发现,表面强化处理可能降低其疲劳寿命,从而导致零件寿命设计问题。如何评估表面强化处理对零件材料疲劳行为的本质影响,须对强化材料力学行为进行精确描述。
通过对材料进行缺口拉伸、纯扭转、拉扭组合和单轴压缩等多种应力状态下的准静态破坏试验,应力三轴度范围从-0.33 到1.35.通过扫描电镜观测获得了试样起裂时的微观断裂机理随应力三轴度的变化规律,测试了不同应力三轴度下的断裂应变,通过分析给出了断裂应变随应力三轴度的变化与微观断裂机理演变之间的关系.
本文通过数值分析和实验相结合的方法,以316L 对接焊板为研究对象,分析了焊接接头在疲劳载荷下的力学行为,揭示了残余应力的演化规律及其影响,并基于连续损伤力学理论构建了将残余应力演化考虑在内的焊接接头疲劳寿命预测模型。试验包括母材试样和焊接试样的疲劳试验,研究两种试样在相同疲劳载荷下力学行为以及疲劳寿命。
关于Cu-Al 和Cu-Zn 疲劳及单向力学行为的大量研究表明,随合金含量的增加,层错能(SFE)会降低,位错交滑移受到抑制,导致位错滑移方式由波状滑移转变为平面滑移,进而影响其塑性变形行为。然而,除了降低合金的SFE,合金含量的增加也会导致短程有序度增高,而短程有序度的增高,同样可以促进平面滑移的产生。因此,“层错能”和“短程有序”对Cu-Al 和Cu-Zn 等合金力学行为的影响是同趋势的,研究
增材制造工艺在大尺寸钛合金整体结构件上的突破,为飞机结构进一步轻量化、高效低成本化提供了更革命性途径,然而增材制造件区别于传统锻件、铸件的组织特征为该类结构的损伤容限评定带来了挑战,从而制约其在飞机主承力结构中的广泛应用。本文对激光熔化沉积(LMD)钛合金件开展了疲劳裂纹扩展行为的研究。
针对厚度为2mm 的2024-T351 铝合金板线性摩擦焊搭接缝焊件,观测了接头区域的金相组织,测量了焊缝附近的维氏硬度值分布;观察了接头区域的厚度变小及Hook 缺陷。在MTS 材料疲劳试验机上完成了恒幅疲劳加载,得到了摩擦焊接头的S-N 曲线。利用扫描电镜对断口的组织形貌进行了观测。在此基础上,建立了考虑搭接头区域Hook 缺陷的有限元模型,基于弹塑性应力应变结果,分析了Hook 缺陷的存在对
针对航空发动机压气机叶片复杂载荷环境下的超高周疲劳问题,开展了TC4 钛合金三点弯曲超高周疲劳试验,研究其在弯曲加载下的超高周疲劳破坏行为.疲劳试验结果表明:在两种应力比(R=0.3、0.5)下,当循环次数超过107 次时,试件仍发生疲劳断裂,S-N 曲线均呈现双线性特征;SEM 断口分析表明,随着最大应力的降低,裂纹萌生位置由试件表面向次表面转移,疲劳裂纹萌生是表面滑移和内部解理断裂之间相互竞争
失效相关是影响结构系统可靠性分析精度的重要因素。针对随机恒幅载荷和随机变幅载荷两类典型工况,推导积矩相关系数和Kendall 秩相关系数的计算式,从定性和定量角度分析结构系统各单元疲劳失效内在的统计相关机理。根据单元失效的统计相关机理,利用Clayton Copula 建立串联、并联结构系统的疲劳寿命可靠性模型。
在工程领域,许多金属结构和部件如航空发动机叶片、机匣以及主轴等常常处于多轴应力状态,由于其几何形状比较复杂,往往具有小孔、凸台、沟槽、焊缝等,即使仅承受单一疲劳载荷作用,结构局部应力应变分布实际为多轴应力/应变状态,况且在实际运行过程中时常承受多种载荷的循环作用,各载荷之间可能为比例加载,也可能为非比例加载,甚至是随机加载。