600MPa级汽车大梁钢疲劳极限确定和疲劳断裂原因分析

为确定薄板坯连铸连轧(flexible thin slab rolling,FTSR)短流程生产线生产的600 MPa级汽车大梁钢是否满足装车要求,利用升降法研究了汽车大梁钢的抗疲劳性能。研究结果表明,采用对数试验应力-对数疲劳寿命拟合的方法要优于直接采用试验应力-疲劳寿命,计算得到了不同存活率下的P-S-N曲线,由图得到疲劳极限强度为294 MPa,经过数值计算得到的疲劳极限强度为287. 1 MPa。采用扫描电子显微镜对疲劳试样进行了断口分析,发现疲劳断裂为韧性断裂,夹杂物为裂纹的起源,结合试验钢的性能指标和装车试用考核结果,确认FTSR生产线开发的600 MPa级汽车大梁钢满足装车使用要求。     

三种估计疲劳极限方法的比较

文中阐述了3种估计疲劳极限的方法,即加权平均法、按正态分布(或对数正态分布)估计疲劳极限应力值和三参数威布尔分布理论。并对3种方法进行了比较。相比之下三参数威布尔分布理论可求出任意可靠度下的疲劳极限,应用更广泛。     

混凝土泵车结构疲劳强度试验研究

本文以某公司设计生产的45 m混凝土泵车为研究对象,根据有限元计算结果,对其大应力部位进行了最危险工况动应力测试。同时根据大应力部位结构特点,采用疲劳试验机进行了该泵车高强钢角焊接试样疲劳试验,由疲劳试验结果绘制Goodman疲劳极限图。根据实测动应力及疲劳极限图对该泵车结构进行疲劳强度评估,并提出改进意见。本文研究方法也可用于其他难以获得载荷谱的机械结构疲劳强度评估。     

车轮轮辐钢S500LF的疲劳性能

采用PX-100高频疲劳试验机,采用升降法在振动频率为100~120Hz、拉-压对称应力的条件下测定车轮轮辐钢S500LF的疲劳极限,并用数理统计方法分析确认疲劳极限为291MPa.此值作为母体50%存活率下的疲劳极限估计量时,以95%的置信度,相对误差不超过±5%.在测定的疲劳极限基础上,采用多试样法测得不同应力水平下的疲劳寿命,据此绘制出应力-寿命关系曲线,通过回归得到应力-寿命曲线方程.对试样断口进行了理论分析,结果表明试验钢韧性良好.     

弯曲晶界对GH220合金疲劳性能的影响

二类不同热处理的GH220合金进行了疲劳试验。结果表明,等温处理的合金的疲劳性能高于标准处理的。详细讨论了这一差别的原因。     

基于疲劳极限的振动时效激振力的选择

为振动时效激振力的选择提供依据,分析了有残余应力存在的构件在振动时效时的受力类型和特性.通过绘制Goodman受力范围图,确定了振动时效应力幅值与残余应力、屈服强度、对称循环应力作用下材料的疲劳极限之间的关系.当振动时效时机械偏心激振装置的激振力产生的应力振幅σa≤(1-σm/sσ)σ-1时,振动时效不损伤构件,并能取得良好的时效效果.     

对称应力循环下裂纹萌生与止裂的缺口疲劳极限预测

实际工程材料不可能无限分割而在任意小尺度上满足均匀、连续、各向同性的要求.本文借助断裂单元的概念规定断裂力学适用的最小材料尺度,并取其上应力的平均值进行计算,得到了修正的缺口根部应力及应力强度因子表述式.在此基础上,根椐已有假设,推导得出对称应力循环下裂纹萌生与止裂的缺口疲劳极限预测式.预测值与实验值基本吻合.     

疲劳强度中的可靠性设计

引用相当疲劳极限σlim,k及相当工作应力σF的概念,建立给定寿命及非时称循环应力下工作的零件疲劳强度的可靠度模型（图1）。利用应力、强度均服从正态分布的可靠度系数方程^[1]UR=σ^-lim,k-σ^-F/√Sσlin,k^2+SσF^2,算出零件疲劳强度的可靠度R=φ(UR).通过一个算例阐明可靠性设计在现代疲劳强度设计中的应用。     

再生骨料取代率对再生混凝土弯曲疲劳性能的影响

开展再生骨料混凝土(recycled aggregate concrete, RAC)在3种应力水平(S=0.6、 0.7、 0.8)下的等幅弯曲疲劳试验.结果表明:随着再生骨料取代率的增加,再生混凝土的总孔隙率增大,弯曲疲劳寿命减小;与普通混凝土相比,再生骨料取代率100%时的再生混凝土疲劳寿命下降了46.3%～63.6%,总孔隙率由13.71%增长至18.32%; RAC的弯曲疲劳寿命服从两参数Weibull分布,再生骨料会增大混凝土弯曲疲劳寿命的离散性;在失效概率为0.50时,再生混凝土在再生骨料取代率为0%、 50%、 100%时的疲劳极限分别为0.55、 0.54、 0.55,再生骨料混凝土在高周疲劳下具有与普通混凝土相近的疲劳性能.