影响高强度钢疲劳强度的固有缺陷尺寸

文章推导出了影响高强度钢疲劳强度的固有缺陷尺寸与硬度和硬化指数之间的定量关系．通过大量公开发表的数据检验,表明其相对误差大多在±１０％以内．高强度钢的下限疲劳强度由固有缺陷尺寸所控制,而上限由滑移带裂纹尺寸所控制．强度越高,硬化指数越高,固有缺陷尺寸越大,则高强度钢的下限疲劳强度越低．提出的固有疲劳应力集中系数等于滑移带开裂的疲劳强度和实测疲劳强度之比,对于中低强度钢,其值接近于１;而对于高强度钢其值大于１,说明该系数越大,则硬度越高,材料对缺口越敏感．     

40Cr钢表面纳米层形成机理的研究

通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜分析研究了高能表面处理后40 Cr钢表面纳米层的组织结构，探讨了表面纳米层的形成机理．利用纳米压痕仪测定了表面纳米层的硬度．结果表明，采用高能表面处理技术在40 Cr钢表面制备出平均晶粒尺寸约为11nm的表面纳米层．纳米层的形成过程中，粒状渗碳体易于产生应力集中，在集中应力的作用下通过破裂碎化形成纳米晶；铁素体通过位错产生、缠结等，细化为小尺寸晶粒．表面纳米层的硬度明显提高．     

表面滚压对渗碳钢缺口疲劳强度影响的研究

通过对渗碳钢试样缺口实施表面滚压以提高渗碳钢的缺口疲劳强度，并对提高作用的机理进行了探讨，试验结果表明，表面滚压可使渗碳钢缺口疲劳极限提高７８％～１２１％，达到１０００ＭＰａ以上，超过未滚压光滑试样的疲劳极限，其强化效果相当显著；在各种影响因素中，缺口处由表面滚压引入高的残余压应力是提高缺口疲劳强度的主导因素。     

建筑用铝合金的疲劳性能试验

作为一种建筑金属材料,铝合金对应力集中和裂纹比较敏感。经过固熔热处理、人工时效、挤压成型等处理后,铝合金构件的疲劳强度相对较低,抗疲劳能力差。为研究6061-T 6和6005-T 5两种典型的铝合金材料的疲劳性能,通过常规试验方法分别对这两组铝合金光滑板试件进行了轴向拉伸疲劳试验。在循环次数为104~2×106时测定了两种材料的S-N曲线。试验结果发现:铝合金的疲劳强度大致与抗拉强度成正比,抗拉强度高的疲劳强度也高。     

浅谈钢结构的疲劳计算

在钢材的疲劳破坏中提到影响疲劳强度的主要因素是应力集中,而这个因素同样也是影响钢结构和钢构件疲劳强度的主要因素。本文重点介绍了疲劳的产生机理以及疲劳的分类,并通过案例较为详细的介绍了疲劳验算的基本计算过程。     

表面滚压对渗碳钢铁口疲劳强度影响的研究

通过对渗碳钢试样缺口实施表面滚压以提高渗碳钢的缺口疲劳强度，并对提高作用的机理进行了探讨。试验结果表明，表面滚压可使渗碳钢碳钢缺口疲劳极限提高７８％－１２１％，达到１０００ＭＰａ以上，超过未滚压光滑试样的疲劳极限，其强化效果相当显著。     

渗碳齿轮钢接触疲劳性能的研究

就五种国外渗碳齿轮钢和目前国内普遍使用的20CrMnTi渗碳齿轮钢,经渗碳热处理和强化喷九处理后,进行了接触疲劳快速法强度试验,以及显微硬度分布、残余应力、断口分析等较系统的试验研究。结果表明,除了SAE8620钢比20CrMnTi钢的接触疲劳强度极限低外,其它四种钢ZF_7、20MnCr5、SCM420H(脱气)、SCM420H与20CrMnTi钢相当;接触疲劳强度与其表面有效硬化层深度关系密切;喷丸处理后的试件,和冶炼时采用特殊脱气工艺(简称脱气)的钢材,其试验数据离散性小,接触疲劳强度高。     

CSP生产SPA-H钢铸坯纵裂纹的研究

通过金相组织分析、扫描电镜和能谱分析,运用统计学方法,对某厂CSP生产SPA-H钢表面纵裂纹的产生规律进行研究。结果表明,由于Ti、Al元素进入保护渣、钢水过热度较低、渣化不良等因素导致铸坯表面传热不均,部分位置形成凹陷,凝固收缩后在坯壳薄弱处因应力集中而产生开裂。     

缺口应力集中对AL6061铝合金超高周疲劳性能的影响

利用超声疲劳试验方法考察了AL6061铝合金缺口试样的疲劳强度,分别对板状光滑试样和缺口试样进行了10~5周次～10~(10)周次范围内的对称疲劳试验。试验载荷为轴向拉压R=-1,加载频率为20 kHz,环境温度为室温,试验结果显示,在10~(10)周次范围内光滑试样和缺口试样的S-N曲线都出现了极限平台型的特征,存在传统疲劳理论定义的疲劳极限,且试样的疲劳性能随着应力集中系数的增加而降低。大多数试样疲劳裂纹萌生于表面,但随着疲劳周次的增加,AL6061铝合金疲劳缺口系数和疲劳缺口敏感系数增加。理论应力集中系数为2.54的试样其疲劳缺口敏感系数为0.89,理论应力集中系数为3.27的试样其疲劳缺口敏感系数为0.82,疲劳缺口敏感系数接近1,表明AL6061铝合金具有非常高的缺口敏感性,在实际工程应用中,须充分考虑应力集中对该材料及相应结构疲劳强度的影响。     

激光冲击表面处理及疲劳性能有限元分析

表面微晶化是提高材料疲劳寿命的主要方法之一。钛合金金属构件抗疲劳处理为应用背景,研究了TC4钛合金激光冲击表面微晶化处理方法,有限元分析其表面组织和疲劳寿命。结果表明:激光冲击处理后,在材料表面形成了一层厚度约为10μm的细晶组织,材料疲劳寿命提高9—10倍,疲劳断裂开裂源的位置为激光冲击难于冲击到的边角地区和应力集中区域。     

TC4激光冲击表面处理及疲劳性能分析

表面微晶化是提高材料疲劳寿命的主要方法之一,本文钛合金金属构件抗疲劳处理为应用背景,研究了TC4钛合金激光冲击表面微晶化处理方法,试验分析其表面组织和疲劳寿命。结果表明：激光冲击处理后,在材料表面形成了一层厚度约为10μm的细晶组织,材料疲劳寿命提高9-10倍,疲劳断裂开裂源的位置为激光冲击难于冲击到的边角地区和应力集中区域。     

激光冲击对45钢表面性能的影响

激光冲击处理技术（ＬＳＰ）是一种新型的零件表面强化技术，在强化处理孔、凹槽和焊缝等局部应力集中部位具有明显的技术优势，有着广阔的应用前景，受到国内外学者的高度重视。本文采用激光冲击处理技术对４５钢表面进行改性，测量了表面的显微硬度，并用扫描电子显微镜对冲击区的表面组织进行了分析，实验结果表明：激光冲击使４５钢的表面性能得到明显的改善，冲击区的表面显微硬度平均可达ＨＶ４１３，提高了３２％左右，硬化层     

基于Fe-safe的K形对接焊缝疲劳分析

基于等效结构应力法和BS7608焊缝疲劳分析方法,分析了不同坡角的K形对接焊缝的疲劳性能.分别采用ANSYS和Fe-safe对其进行静力分析和疲劳分析,得到K形对接焊缝本身的疲劳寿命和焊趾处的疲劳寿命.计算结果表明,焊趾处存在明显名义应力集中且随着坡口角度的增大而增大;焊趾处疲劳强度最低,焊趾的疲劳强度随坡角的增大而降低;焊缝自身的疲劳强度随着坡角的增大而有所提高.增大焊缝坡口角度有利于焊缝自身的抗疲劳性能,却不利于焊趾,这对钢结构加工过程中焊缝坡角的选择具有参考意义.     

LZ50钢列车车轴表面开裂机理研究

采用光学金相、X射线能谱仪、扫描电子显微镜等手段对出现开裂的LZ50钢列车车轴整体及裂纹部位进行系统分析,发现轴表面裂纹源处存在许多腐蚀坑,坑内腐蚀产物含有Cl和O元素,坑底存在较多沿轴周向分布的微裂纹。结果表明,较强的腐蚀性物质使轴颈卸荷槽部位轴表面形成较深腐蚀坑,使该区域极易产生应力集中,从而引起车轴表面开裂。     

利用光纤和云纹干涉技术分析V型槽尖角处在拉伸中的应力集中状况

构件上的应力集中对其疲劳强度有很大影响，本文应用云纹干涉技术测量Ｖ型槽尖解处在拉的应力集中状况，同时，用光纤代替云纹干涉中的许多光学器件，既方便经济，又稳定可靠。     

从局部应力应变研究缺口试件疲劳极限应力图线

本文把缺口局部循环应力集中及应变集中的近似分析方法与传统的缺口疲劳敏性概念相结合,并将其推广,由此建立起从光滑试件的疲劳极限应力图线计算缺口件疲劳极限应力图线的近似公式。该式表明,缺口根部局部屈服导致实际平均应力松弛,松弛情况与应力集中程度、材料循环应力应变关系以及宏观应力状态等因素有关,不能一概不考虑应力集中对平均应力的影响。与试验结果相比较,依本文介绍的公式计算出结果是令人满意的,可供常规疲劳强度设计计算时参考。     

预应力磨削表面残余应力的研究

一般常规磨削试件常得到表面残余拉应力,这种残余拉应力使工件的疲劳强度大为降低,而且在腐蚀环境中容易腐蚀。如果能获得表面残余压应力,则其疲劳强度大大提高,抗腐蚀性能会有所改善。本文对45号钢退火试件预加拉伸应力进行磨削试验,结果表明可使试件表面获得残余压应力,从而为控制和调整已加工表面残余应力提供一条新的途径。     

表面改质钢蜗轮副的传动性能

为了解决青铜蜗轮存在的耐磨性差和疲劳强度低等问题,应用表面工程强化技术和齿面改质理论分别对钢蜗轮副齿面进行超微细磷酸锰化处理、低温电解渗硫处理和二硫化钼微粒子喷丸处理,配对形成新的接触副,并对其进行传动性能综合试验.试验结果表明,3种经表面处理的钢蜗轮副与未处理的钢蜗轮副相比,具有更优良的跑合性能和抗胶合能力,且传动效率均有所提高.     

激光熔化处理提高42CrMo钢缺口疲劳强度的研究

研究了淬火＋中温回火和淬火＋高温回火及其激光表面熔化处理的４２ＣｒＭｏ钢的显微组织和旋转弯曲疲劳强度．结果表明，４２ＣｒＭｏ钢经淬火＋中温回火和淬火＋高温回火后分别获得回火托氏体和回火索氏体．再经激光熔化处理后，表层为熔凝层，其组织为树枝（Ｍ＋Ａ′）＋树枝间（Ｍ＋Ａ′＋Ｍ３Ｃ），Ａ′的体积百分数为１９．６％；次表层为固态相变层，其组织为Ｍ＋Ａ′，在近熔凝层处Ａ′的体积百分数高达３５．４％．淬火＋中温回火４２ＣｒＭｏ钢的疲劳强度σ－１、σ－１ｎ均高于淬火＋高温回火４２ＣｒＭｏ钢．对缺口进行激光熔化处理可以提高σ－１ｎ和降低缺口敏感度ｑ，疲劳裂纹源移至次表面     

表面形貌对应力集中系数的影响研究

基于线弹性力学计算了机加工试样表面各点的应力分布,提出了等效应力集中系数的概念,该参量可以反映机加工表面的总体应力集中水平.采用谐波叠加的方式模拟表面形貌,提出了表面形貌有限元建模的新方法.分析了粗糙度的各表征参数对有效应力集中系数的影响.结果表明表面形貌各粗糙度表征参数对有效应力集中系数均具有明显的影响,各粗糙度表征参数与有效应力集中系数之间具有二次曲线拟合关系式.