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室温大气环境下不同时效态2A12合金的疲劳行为

金晓鸥 , 金晓男 , 赵慧杰 , 何世禹 , 吕兴群

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.12.016

在拉-压疲劳试验机上对室温大气环境下欠时效态、峰时效态、过时效态和自然时效态2A12合金的疲劳行为进行研究,并采用扫描电镜(SEM)分析室温大气环境下不同时效态对疲劳断口形貌的影响.结果表明:在室温大气环境下,四种时效态2A12合金的疲劳断裂循环次数均随着循环应力的减小而明显增加.循环应力水平越低,疲劳寿命提高越明显;各时效态的疲劳断口均为穿晶断口.断口中均出现疲劳条纹、台阶和韧窝,并在较低循环应力下,疲劳条纹出现的区域较多;欠时效态和峰时效态断口上还可观察到轮胎花样.自然时效态表现出最好的疲劳裂纹扩展阻力,其次是欠时效态、峰时效态,过时效态的疲劳裂纹扩展阻力最低.对室温大气环境下各时效态2A12合金疲劳行为进行了讨论.

关键词: 2A12合金 , 时效 , 空气环境 , 疲劳行为

基于有限元法和锁相热像法对含缺陷构件的应力分析与疲劳性能评估

樊俊铃 , 郭强 , 赵延广 , 郭杏林

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.08.011

基于有限元法研究含盲孔缺陷构件的应力集中系数 Kt 随盲孔深度 h和盲孔直径φ的变化规律。利用锁相热像法的热弹性分析模式（E‐Mode）研究盲孔附近的应力分布，预测不同深度盲孔的 Kt ，与有限元结果相比较发现吻合良好。通过Altair Li软件中的耗散模式（D‐Mode）和Altair软件分别研究构件在疲劳过程中的固有耗散量和温度信号的变化规律，以评估疲劳损伤的演化过程。以固有耗散和温度信号的变化规律作为疲劳损伤的指标，快速预测带盲孔试件的疲劳极限，进而预测试件的疲劳缺口系数 Kf 。理论计算的结果证明了锁相热像法的有效性。

关键词: 锁相热像法 , 应力集中 , 热弹性应力分析 , 固有耗散 , 疲劳性能

航空用Al-Cu-Mg铝合金疲劳行为研究

刘铭 , 张坤 , 戴圣龙 , 黄敏 , 伊琳娜

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2014.1.013

采用轴向加载疲劳试验方法,研究了航空用2124-T851铝合金板材不同取样方向、试样形式以及实验应力比下的疲劳性能;并通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了该合金的显微组织和疲劳断口形貌.结果表明:2124-T851铝合金板材具有良好的耐疲劳损伤性能,疲劳极限随应力比的增加而增大;缺口的存在大大降低了材料的疲劳极限,光滑试样(Kt=1)的疲劳极限大约是缺口试样(Kt=3)的2倍;板材横向疲劳极限高于纵向疲劳极限,且应力比越小差异越大.断口形貌具有典型的疲劳断口特征,由疲劳源区、疲劳裂纹稳定扩展区和快速断裂区三部分组成,裂纹萌生一般位于表面夹杂或缺口等缺陷引起的应力集中处.

关键词: 铝合金 , 疲劳性能 , 疲劳裂纹扩展 , 断口形貌

A Methodology to Predict Uniform Material Fatigue Life of Cast Iron： Law for Cast Iron

钢铁研究学报(英文版)

关键词: 疲劳寿命预测 , 铸铁 , 均匀材料 , 设计过程 , 应力幅值 , 组成部分 , 实验数据 , 应变幅

长期热老化后核电站主管道材料的力学行为

郑凯 , 王镇 , 钟振前 , 王艳丽 , 李时磊

钢铁研究学报

大型压水堆核电站主管道多采用综合性能优良的铸造奥氏体不锈钢,但该材料在中温下长期服役会发生热老化脆化现象.总结了国内外的最新研究成果,主要综述了长期热老化过程中主管道材料的相变规律及其影响因素,以及长期热老化后材料的纳米硬度、拉伸、冲击和疲劳行为.

关键词: 铸造奥氏体不锈钢 , 热老化 , 冲击行为 , 拉伸行为 , 疲劳行为

C_f/PMMA-PMA复合材料疲劳行为及生物活性

李娟莹 , 黄剑锋 , 郑斌 , 曹丽云

复合材料学报

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸甲酯(MA)为起始原料,过硫酸钾(KPS)为引发剂,1.5 wt%聚丙烯腈基碳纤维为增强相,采用悬浮聚合的方法,制备了碳纤维增强PMMA-PMA基复合材料(C_f/PMMA-PMA).研究了疲劳周期对C_f/PMMA-PMA复合材料抗弯强度的影响及其生物活性.采用X射线衍射分析(XRD)对复合材料的结构进行了表征,应用万能材料试验机测试了复合材料的抗弯强度,并利用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的断面显微形貌进行了分析.结果表明,在0～5000次的循环次数内,复合材料的抗弯强度没有显著变化,试样表面的受力处也没有出现裂纹等现象.随复合材料在模拟体液(SBF)中浸泡时间的延长,复合材料表面沉积的羟基磷灰石(HA)颗粒增多,说明复合材料具有良好的生物活性.此外,SBF的浸泡对C_f/PM-MA-PMA复合材料的力学性能几乎没有影响.

关键词: 复合材料 , 碳纤维 , 疲劳行为 , 生物活性

纳米细菌纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶在模拟体液中的疲劳行为

乔堃 , 郑裕东 , 李佳琪 , 许铎 , 王彩 , 姜小荷 , 万颖琦

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhc1xb.20150306.002

聚乙烯醇(PVA)复合水凝胶作为半月板及软骨等长期承重植入体,在生理环境中的疲劳行为关系到植入体的持久性和稳定性.采用弥散增强的方法将纳米细菌纤维素(BC)均匀分散在PVA水凝胶基体中,制备了纳米BC/PVA复合水凝胶.在模拟体液(SBF)环境中,采用压缩疲劳过程分析、疲劳前后刚度变化分析及疲劳前后尺寸稳定性分析3种方法,测试和评价了复合水凝胶的抗疲劳性能和力学稳定性.结果表明:纳米BC/PVA复合水凝胶在模拟人体环境中具有良好的抗疲劳性能,能够满足体内植入物的抗疲劳性能需求;纳米BC的加入可以有效提升复合水凝胶的力学稳定性和抗疲劳性能,但随着纳米BC含量的进一步升高,复合水凝胶的抗疲劳性能有所减弱,当PVA与纳米BC质量比为30:1时,纳米BC/PVA复合水凝胶疲劳前期与后期最大位移变化量最小(0.002 mm),疲劳前后刚度变化最小(5.41％),且疲劳前后尺寸稳定性最强,变形量仅为0.427 mm,抗疲劳性能达到最佳.

关键词: 复合水凝胶 , 聚乙烯醇 , 细菌纤维素 , 疲劳行为 , 模拟体液

基于红外热像法的AZ31B镁合金电子束焊接接头的疲劳行为

杨宏伟 , 崔泽琴 , 王文先 , 许并社 , 许海鹰

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64385-6

采用红外热像法对循环载荷下 AZ31B 镁合金电子束焊接接头的疲劳行为进行研究。对试件在疲劳试验中表面温度演变规律和产热机制进行分析，并在此基础上对其疲劳极限进行预测，同时通过分析试件表面温度和热点区域的演变规律对其疲劳损伤进行定量评估。结果表明：采用红外热像法不仅能够实现对镁合金电子束焊接接头疲劳极限的快速预测，而且可以对其疲劳损伤进行实时定量监测。镁合金电子束焊接接头疲劳极限预测结果同传统 S?N 试验结果保持一致。试件表面温度以及热点区域演变可作为评价镁合金电子束焊接接头疲劳损伤的有效依据。

关键词: 镁合金 , 电子束焊接接头 , 疲劳行为 , 红外热像法