氢对30CrMnSiNi2A扭转破坏及扭转疲劳的影响研究

对30CrMnSiNi2A薄壁圆管试样进行不同时长的电化学充氢,通过单调扭转和不同恒应变幅循环扭转试验,研究氢对该材料的抗扭转破坏和抗扭疲劳破坏能力的影响。试验测得了不同充氢条件下30CrMnSiNi2A钢的剪切断裂应变和5个恒应变幅扭转循环下的疲劳寿命。结果表明：不同充氢降低了材料的抗剪强度和断裂应变,氢浓度越高下降越严重;氢浓度的增加可使材料由韧性剪切破坏转变为脆性拉伸破坏;氢浓度越高,对降低材料的扭转疲劳寿命并改变破坏方式的作用越大;相同的充氢条件下,应变幅越大氢致疲劳破坏的影响也越大。     

铁基粉末冶金齿轮断裂失效分析及其工艺改进研究

针对某型粉末冶金齿轮在运行期间出现的断齿现象,通过扫描电镜、能谱仪分析断口形貌、成分,发现断口位置存在大量球状铁碳化合物,表明原工艺由于烧结温度、时间不足,造成了粉末之间结合力弱的缺陷。在此基础上,以Fe-1.8Ni-0.5Mo-1.2Cu-0.2C预合金粉为研究对象,改进烧结工艺,采用压制、烧结、淬火与低温回火的新工艺,制备出的齿轮珠光体数量级别为珠60,热处理后齿轮组织由回火马氏体和铁素体组成,冲击韧性由9.8 J/cm²提升至15.2 J/cm²。结果表明,改进工艺能够显著提升粉末间的扩散、熔焊和再结晶效果,提高组织致密性和冲击韧性并使组织具有一定塑性。     

铁基粉末冶金齿轮断裂失效分析及其工艺改进研究

针对某型粉末冶金齿轮在运行期间出现的断齿现象,通过扫描电镜、能谱仪分析断口形貌、成分,发现断口位置存在大量球状铁碳化合物,表明原工艺由于烧结温度、时间不足,造成了粉末之间结合力弱的缺陷。在此基础上,以Fe 1.8Ni-0.5Mo-1.2Cu-0.2C预合金粉为研究对象,改进烧结工艺,采用压制、烧结、淬火与低温回火的新工艺,制备出的齿轮珠光体数量级别为珠60,热处理后齿轮组织由回火马氏体和铁素体组成,冲击韧性由9.8 J/cm²提升至15.2 J/cm²。结果表明,改进工艺能够显著提升粉末间的扩散、熔焊和再结晶效果,提高组织致密性和冲击韧性并使组织具有一定塑性。     

典型表面工艺强化对材料强度特性的影响

以标准材料试样和实际汽车零件为对象,探索两种比较典型的表面工艺强化对材料强度特性的影响.研究结果表明:材料经工艺强化后强度特性发生较大的变化,不能用先前在工程上广泛应用的查图表法准确预测工艺处理后材料强度特性.40Cr材料经中频淬火后静强度提高197%,疲劳强度提高89.8%.20MnCr5材料经碳氮共渗后静强度提高145%,疲劳强度提高73.5%,S-N曲线向上移动,其斜率变大,转折点循环数降低.从而设计时有限寿命区域减少,无限寿命区域增大.     

热轧不锈钢复合板界面组织与拉伸断裂的研究

本文借助SEM、EDS和EPMA等分析了热轧不锈钢复合板界面组织及拉伸断口特征,结果表明:复合板结合界面存在元素扩散现象,不同元素扩散距离不同从而导致形成特殊带状组织;无Ni结合界面的拉伸断口呈沿晶断裂特征;含Ni结合界面因元素扩散受到抑制,拉伸断口呈韧性断裂特征,其界面抗剪强度相比无Ni结合界面虽有所下降,但仍远大于国标要求的210 MPa。拉伸断裂过程动态抓拍结果显示:复合板结合界面先发生曲折开裂,随后基层与复层发生不同步断裂。     

材料和构件在循环冲击载荷下的变形断裂研究

本文综合归纳了材料和构件在循环冲击载荷下的变形、断裂规律及机理研究成果，指出材料的变形具有多系滑移难于进行、应变不均匀性大和塑性变形集中在冲击接触点的特点；材料断裂过程为裂纹萌生、扩展和最后断裂过程，组织及实验条件对材料断裂有较大影响。冲击载荷引起的冲击应力波动态效应、体积效应、缺口效应和加载点位置效应对构件的寿命有很大影响。     

基于统计断裂理论的脆性材料弯曲强度的理论研究

基于统计断裂理论,推导出了脆性材料在三点弯曲、四点弯曲情况下的期望强度和破坏概率的计算公式.研究分析了在以上各种受力状态下材料强度的大小关系.得到的结论为:(1)弯曲应力状态下材料的期望强度大于均拉应力状态下材料的期望强度;(2)三点弯曲应力状态下的期望强度大于四点弯曲应力状态下材料的期望强度;(3)在四点弯曲状态下,载荷的两作用点的距离越大,材料的期望强度就越小,或者在最大弯曲应力相同情况下,载荷的两作用点的距离越大,材料的破坏概率越大.这些均对工程实际具有重要的指导意义.     

含缺陷材料冲击断裂的动态焦散线试验研究

采用新型数字激光动态焦散线试验系统,对固定倾斜角度不同离心率缺陷的PMMA试件进行了重锤冲击试验,研究含缺陷材料的动态断裂行为。研究结果表明:不同离心率的缺陷试件断裂形态基本相似;裂纹从试件下边界起裂,扩展至缺陷中部,发生停滞后由缺陷椭圆长轴上端点B继续起裂,直至贯穿整个试件。缺陷离心率的变化对裂纹的前期扩展没有明显的影响,对裂纹停滞时长及B点起裂时应力强度因子影响较大,缺陷离心率越大,停滞期时长越短。缺陷离心率的增大对缺陷端部的应力集中具有促进作用。     

基于最大周向应变准则的线弹性材料 纯Ⅰ型断裂机理研究

基于对裂纹尖端应力场常数项T应力的考虑和MTS准则的缺陷,建立基于最大拉应变准则的线弹性材料裂纹扩展判别准则.运用最大周向拉应变准则,以受双向压应力的无限大平板内含贯穿直裂纹为研究对象,给出线弹性材料裂纹的起裂方向和起裂条件,分析T"应力和泊松比对纯Ⅰ型裂纹的起裂角和断裂韧性的影响.研究结果表明,T应力和泊松比对裂纹起裂角和断裂韧性的影响是不可忽视的.考虑T应力后,裂纹扩展发生偏折,起裂角随泊松比的增大而增大;此外,T应力和泊松比对断裂韧性的影响分为两个阶段.考虑T应力的最大周向拉应变准则用于脆性材料裂纹起裂的研究弥补了应力准则的不足,能够更好地预测裂纹初始扩展角及断裂韧性.     

高分子材料的极限断裂和破坏性能的研究——(Ⅲ)一种蠕变持久性直线外推的新方法

对当前高分子材料蠕变持久性的测定方法进行了总结,指出了半对数和双对数作图直线外推法的局限性。根据高聚物处于不同力学状态具有不同断裂机理,提出了三种蠕变持久性表征方法:1)准脆性状态下粘弹性蠕变持久性表征作图法;2)受迫高弹状态下银纹和屈服断裂表征作图法;3)高弹状态下蠕变塑性流动断裂表征作图法。并以三种不同类型高聚物(半晶态、玻璃态和弹性体)大量的蠕变断裂力学性能实验数据加以验证,讨论了它们的适用范围。最后提出了一种适用于较宽应力和断裂时间范围的蠕变持久性直线外推的新方法,该法能较好地预测具有粘弹性断裂特征的高密度聚乙烯蠕变持久性。     

轿车等速万向传动中间轴的轻量化设计方法研究

以轻量化为指标,考虑轿车等速万向传动中间轴的空间布置约束、产品功能约束、产品强度约束、制造工艺及热处理工艺约束和性能约束,提出了一种轿车等速万向传动中间轴轻量化的设计方法.通过强度试验验证了所设计的传动轴满足产品强度要求.与传统实心轴、等内径空心轴、摩擦焊接空心轴对比,减重效果明显.     

层板复合材料疲劳性能测试实验

根据层板复合材料的性能与具体的铺层形式有关的特点 ,介绍了在层板复合材料疲劳性能测试中试件准备注意事项、疲劳性能测试的内容和实验控制程序的要求 ,以及为缩短实验时间、优化层板复合材料疲劳剩余强度和疲劳剩余刚度分析模型的参数估计 ,并减少测试所需试件数量的合理试件数的确定方法 .     

服役经历对7N01铝合金断裂力学性能的影响

材料在服役过程中的可靠性和耐久性是结构安全评估的基础,针对某型高速列车上服役多年的7N01铝合金材料,进行实验室空气环境下断裂力学性能参数测试,并分析服役前后疲劳裂纹扩展行为差异.结果表明:服役经历促使材料的各项断裂力学性能退化,呈规律性下降趋势;服役材料稳态疲劳裂纹扩展阶段da/d N-ΔK关系曲线呈折线现象,分段拟合方法能够精确描述其疲劳裂纹扩展行为.微观形貌的结果显示:服役后7N01铝合金的疲劳裂纹早期扩展区、稳定扩展区和快速断裂区的断裂表面依次为脆性断裂特征、塑性疲劳条带和脆性疲劳条带混合模式及沿晶和穿晶的混合断裂形貌.     

铁路钢桥高强度紧固螺栓断裂分析及防护

为探求高强度紧固螺栓发生断裂的原因,对某铁路钢桥上断裂的紧固螺栓进行了失效分析。利用扫描电子显微镜、能量色散X射线谱、金相显微镜、洛氏硬度仪、X射线荧光光谱仪、电子万能试验机等技术手段,对铁路钢桥失效螺栓的断口形貌、断口微区成分、显微组织、硬度、螺栓用钢的成分以及力学性能等方面进行分析与研究。结果显示：螺栓用钢的化学成分、硬度及力学性能均符合国家标准要求;螺栓断口起裂区存在树枝状裂纹,裂纹内部有含硫的腐蚀产物,且螺栓工作时所受外力为交变载荷。因此,螺栓的断裂是在交变载荷下发生的腐蚀疲劳断裂。螺栓断裂的初始裂纹源位于螺杆上螺纹的根部或螺柱与螺母连接位置的根部,为由硫元素引起的应力腐蚀裂纹。此研究为防止螺栓发生应力腐蚀裂纹及衍生病害提供了理论依据。     

刚柔混合三腿六维力传感器测力性能分析

研究了一种新型的三腿六维力传感器的测力性能,基于3-RPS(转动副-移动副-球副)并联机构研制传感器样机,建立了该样机的静力模型,得到了施加在传感器上的外力与传感器本身6个单维力传感器的映射关系;对新型传感器进行了静态标定实验,根据实验结果分析传感器的测力性能,得到三腿六维力传感器的测力性能评价指标,为该传感器的优化及应用提供了参考依据和基础。     

DP-340皮带输送机滚筒轴颈断裂的原因分析

从使用工况、载荷、材料及热处理等方面分析DP-340皮带机滚筒轴颈断裂的原因,并提出了相应的改进措施.     

GLARE层板性能研究进展

 GLARE层板是高级飞行器结构中使用的新型纤维金属层板,它的使用给航空工业材料发展注入新的血液.本文回顾了纤维金属层板的发展历程,介绍了GLARE层板种类及制造方法,着重分析了GLARE层板的基本力学性能、抗冲击性能、挤压性能、疲劳性能、缺口剩余强度和环境耐久性,检测和修理的相关内容亦有所介绍.总结已有的GLARE层板相关性能研究进展,提出了GLARE层板研究领域需要解决和关注的若干问题,包括基本力学性能实验、裂纹增长预测与模拟、高温高湿情况下损伤处剩余强度研究等.     

低碳含硅TRIP钢断裂机理的研究

对试验用低碳含硅TRIP钢断裂机制进行静、动态观察研究,并用扫描电镜定性测量了其中组织颗粒的化学成分.实验表明:应变时等轴铁素体(F)内部产生与拉应力方向呈45°滑移带,随着应力加大,形成按一定取向扩展的微孔,微孔逐渐贯通形成裂纹.裂纹遇到硬质相贝氏体(B)时沿其边缘行走;当遇到残余奥氏体(RA)时,产生的相变诱发塑性松弛了集中应力,导致裂纹钝化、扭折.试验用TRIP钢断口花样为韧窝花样,属塑性断裂.     

应用P波AVO技术预测煤层气储层裂隙

利用晋城无烟煤集团某矿的三维地震资料对纵波叠前AVO和方位AVO反演方法进行了应用研究,讨论了保持振幅处理的几项关键技术,并对基于煤层气储层地震勘探的野外采集方法提出了建议。     

复合材料修复含中心裂纹铝合金薄板和厚板破坏模式研究

采用T300碳纤维增强环氧树脂复合材料补片单面修复含中心裂纹铝合金(LY12CZ)板,板厚为1.76mm和5.20mm.测试了修复试件准静态拉伸和疲劳性能,分析了修复试件的准静态和疲劳破坏模式,考察了裂纹长度对修复效果的影响.结果表明:厚度为1.76mm修复试件的拉伸破坏是由补片与铝合金板之间的胶黏剂层脱粘控制,而厚度为5.20mm修复试件是由铝合金板中的裂纹扩展控制.对于厚度为1.76mm修复试件,其准静态拉伸性能随裂纹长度增大而降低,而疲劳性能随裂纹长度增大而提高.然而,厚度为5.20mm修复试件的准静态拉伸和疲劳性能均随裂纹长度增大而降低.