王传胜
,
张建宇
,
鲍蕊
,
费斌军
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2007.02.003
针对飞机结构中日趋显著的多部位损伤(MSD)问题,进行含多部位损伤铝合金平板结构剩余强度的试验研究.试验中使用三种不同的试验件,将其在相同应力水平下预制出一定长度的多条裂纹后拉断,记录断裂时的载荷.试验结果与常用的五种评估含多裂纹结构失效准则进行计算分析和对比,了解各个准则的准确程度.最后的对比表明,五种估算剩余强度的方法中,净截面失效和裂纹尖端张开位移法误差较大,断裂力学估算方法对于有显著主裂纹的情况更适用,塑性区连通和平均应力准则预测的偏差较小.
关键词:
多部位损伤
,
结构疲劳
,
可靠性
,
剩余强度
胡浩炬
,
张建宇
,
齐红宇
,
李志永
,
费斌军
材料科学与工程学报
用等离子喷涂的方法在高温合金圆筒上制备热障涂层,通过红外线辐照圆筒外部对试件进行加热以及内部通冷却空气强制冷却的方法对热障涂层系统进行了热循环失效试验.利用有限元工具ABAQUS对热障涂层系统中的瞬时温度场与应力场进行了计算以分析热障涂层的失效原因.计算结果表明,试样处于稳态最高温度时以及降温过程开始的很短时间内,陶瓷层中出现较大的周向拉应力,该应力将导致热障涂层出现表面垂直裂纹;陶瓷层与粘接层界面的径向应力不足以引起界面的开裂,界面的起裂来源于垂直裂纹出现后所带来的边缘效应.
关键词:
热障涂层
,
热循环
,
有限元
,
裂纹萌生
时新红
,
张建宇
,
鲍蕊
,
费斌军
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2010.5.019
采用航空工业常用材料2A12-T4铝合金,针对不同应力幅比,进行了拉扭复合加载下相位差对多轴高周疲劳失效的影响试验,研究了恒定应力幅比λ=1下相位差对多轴疲劳失效的影响,对不同应力幅比下疲劳寿命随着相位差的变化进行了对比,并分析了λ=1时不同相位差下试样的断裂形式.结果表明,在相同的Von-Mises等效应力下,当应力幅比λ=1时,随着相位差的增大,疲劳寿命逐渐升高,且与相位差的正弦近似成指数关系.在不同应力幅比下随着相位差的增大,疲劳寿命均呈现升高的趋势,但只有λ=1的情况对疲劳寿命的影响最大.试件断裂
呈现Ⅰ型与Ⅱ型的混合型破坏特征,随着相位差的增大,试件断裂由Ⅰ型裂纹占主导逐渐过渡到Ⅱ型裂纹占主导.
关键词:
多轴疲劳
,
高周疲劳
,
疲劳寿命
,
非比例加载
,
相位差
鲍蕊
,
董彦民
,
张建宇
,
费斌军
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.06.003
进行2024-T3铝合金标准中心裂纹拉伸试件4种典型环境下的裂纹扩展试验,以试验数据为基础,通过对一般环境下的裂纹扩展模型进行修正,建立腐蚀环境下的裂纹扩展模型.对试验结果的分析处理表明,该模型能够很好描述各种典型腐蚀环境下裂纹稳定扩展阶段的裂纹扩展速率,能够较准确估算裂纹扩展寿命,腐蚀修正系数清楚地反映腐蚀影响的程度.通过对单一介质环境腐蚀修正系数的加权组合,模型可以推广应用于复杂环境下裂纹扩展分析.该模型便于充分利用现有材料裂纹扩展性能的数据.
关键词:
腐蚀疲劳
,
裂纹扩展
,
试验
,
铝合金
张建宇
,
郝雪萍
,
彭雷
,
费斌军
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.z1.014
为研究环境因素对T300/QY8911疲劳性能的影响,开展了T300/QY8911含中心孔层压板疲劳试验.试验中分别采用无紫外无涂层试件、紫外无涂层试件、紫外有涂层试件测试其拉-拉疲劳寿命,并通过对试验结果的方差分析研究了有无涂层、紫外辐射及湿度等环境因素对T300/QY8911复合材料孔板拉-拉疲劳寿命影响的显著性.研究表明:无涂层、300MJ/m2紫外照射量时,湿度对试件疲劳寿命影响高度显著;干燥、无涂层时,有无紫外照射对试件疲劳寿命影响高度显著;湿润、600MJ/m2紫外照射量时,有无涂层对试件寿命影响显著.
关键词:
复合材料
,
紫外辐射
,
涂层
,
湿度
,
疲劳寿命
彭雷
,
张建宇
,
鲍蕊
,
费斌军
复合材料学报
采用试验方法研究了湿热、紫外环境对T300碳纤维/QY8911双马树脂复合材料静力拉伸和压缩性能的影响.针对T300/QY8911复合材料层板的中心开孔试件,进行了常温干态、湿热环境、紫外辐射以及湿热和紫外共同作用下的静力拉伸和压缩试验.吸湿试验的结果表明,T300/QY8911复合材料试件的平衡吸湿率在0.6%左右.静力试验的结果表明:孔板的拉伸强度受到环境的影响较小;湿热会降低由基体性能主导的压缩强度、刚度等复合材料性能,吸湿后75℃和105℃环境下试验件压缩强度分别下降6.8%和20.3%;而紫外使复合材料孔板的压缩强度有所升高,300 MJ/m2以上的紫外辐射量使试验件的压缩强度提高了10%左右,显示其对复合材料的性能有着更为复杂的影响规律,并且可能与湿热的影响存在交互作用.
关键词:
复合材料
,
湿热
,
紫外辐射
,
静力性能
鲍蕊
,
张建宇
,
费斌军
材料研究学报
采用2024-T3铝合金含中心孔试件进行了实验室空气环境和潮湿空气环境下的疲劳寿命实验及升降法实验,研究了潮湿空气环境对2024-T3铝合金疲劳性能的影响. 结果表明,潮湿空气环境显著降低了2024-T3铝合金的疲劳性能,潮湿空气环境对其疲劳寿命特征值和疲劳强度均值的影响系数分别为0.6059和0.8722;在潮湿空气环境中疲劳寿命的分散性变大,用疲劳寿命的中值或特征值得到的腐蚀影响系数进行可靠度95%的腐蚀环境下的寿命修正,将得到偏危险的结果. 用潮湿空气环境对基本可靠性寿命的影响系数由标S-N曲线折算得到的对疲劳强度的影响系数与升降法测得的对疲劳强度的影响系数基本一致,在潮湿空气环境下标S-N曲线参数仍然适用.
关键词:
钱秀清
,
张建宇
,
费斌军
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2008.05.010
基于有限元计算方法和量纲分析原理提出了热障涂层合理压入深度的确定方法,并研究了涂层及基体材料特性对合理压入深度的影响.首先,根据量纲分析原理提出了合理压入深度的无量纲表达式;其次基于锥形压头识别理想弹塑性材料的材料特性的方法,提出合理压入深度的确定方法;最后研究了各无量纲因素对合理压入深度的影响.研究发现基体的弹性模量对合理压入深度的影响最大,粘结层材料特性的影响较大,热氧化生成层的材料特性及基体的屈服极限对合理压入深度的影响不大.
关键词:
热障涂层
,
材料特性
,
压入深度
,
量纲分析
,
有限元法
鲍蕊
,
张建宇
,
费斌军
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2007.05.019
采用2024-T3铝合金含中心孔试件进行了实验室空气环境和潮湿空气环境下的疲劳寿命实验及升降法实验,研究了潮湿空气环境对2024-T3铝合金疲劳性能的影响.结果表明,潮湿空气环境显著降低了2024-T3铝合金的疲劳性能,潮湿空气环境对其疲劳寿命特征值和疲劳强度均值的影响系数分别为0.6059和0.8722;在潮湿空气环境中疲劳寿命的分散性变大,用疲劳寿命的中值或特征值得到的腐蚀影响系数进行可靠度95%的腐蚀环境下的寿命修正,将得到偏危险的结果.用潮湿空气环境对基本可靠性寿命的影响系数由标准S-N曲线折算得到的对疲劳强度的影响系数与升降法测得的对疲劳强度的影响系数基本一致,在潮湿空气环境下标准S-N曲线参数仍然适用.
关键词:
金属材料
,
疲劳
,
腐蚀疲劳
,
潮湿空气
,
铝合金
