低碳钢的点蚀诱发敏感性研究

选择 3种冶金因素有代表性的低碳钢 ,通过极化试验比较了它们之间的点蚀诱发敏感性 ,同时利用电子探针分析了不同夹杂物在诱发点蚀过程中的腐蚀特征 ,并利用Flade电位比较了不同钢之间的钝化膜稳定性的差异 .结果表明 :沸腾钢的点蚀诱发敏感性显著低于镇静钢 ,稀土处理镇静钢则介于两者之间 ;夹杂物是钢中主要点蚀诱发源 ,钢基体与夹杂物交界处的钝化膜保护作用最弱 ,点蚀均从该处诱发 ;同类夹杂物在不同类型钢中的点蚀诱发敏感性差异较大 ,同一钢中的不同类型夹杂物的点蚀诱发敏感性差异很小 ,硫化物夹杂较其它夹杂物的点蚀诱发敏感性稍强 .     

表面小缺口损伤的超声深滚抗疲劳强化处理

为研究超声深滚处理技术(Ultrasonic Deep Rolling,UDR)对零件表面损伤的抗疲劳修复与强化作用,制备了Ti-6Al-4V缺口疲劳试件,采用UDR技术对缺口疲劳试件进行了深滚强化处理。通过疲劳试验对比了深滚处理前后的缺口试件的抗疲劳性能。采用体视显微镜对疲劳断口和深滚处理后缺口附近的塑性变形进行了观察分析,根据名义应力法和局部应力应变法对缺口件的疲劳寿命进行了计算,并与试验结果进行了比较。结果表明:试验结果与计算结果较接近;与未经超声深滚处理的试件相比,经超声深滚处理后缺口试件的疲劳强度由276 MPa提高到523 MPa。断口分析表明:经超声深滚处理后疲劳裂纹源下移到缺口根部以下0.68 mm处,说明超声深滚在缺口根部引入的残余压应力是提高缺口试件疲劳强度的主要原因。     

921A 钢结构低周疲劳裂纹扩展特性试验研究

采用预制缺口的平板和加筋板结构试样,对 921A 钢进行了拉伸疲劳载荷作用下的低周疲劳试验得到了拉伸疲劳载荷作用下舰体结构破口裂纹扩展规律,提出了破损舰体结构在疲劳载荷作用下裂纹开裂和后续扩展的判据.该试验结果可直接用于分析和预报破损舰船结构在波浪中航行时的裂纹扩展情况,并为破损舰船的剩余疲劳寿命预报奠定了基础.     

低合金船体钢点蚀敏感性的研究

通过极化试验比较了4种含有不同合金元素的低合金钢的点蚀诱发敏感性,并用电子探针对钢中的主要夹杂物及点蚀诱发后的腐蚀形态作了鉴定.结果表明:镍-铬系钢比锰系钢具有更好的耐点蚀性能;点蚀总是从夹杂物与周围钢基体毗邻的界面处开始诱发;含有硫化物的复相夹杂对点蚀的敏感性更强.     

FRC/钢嵌入式T型接头疲劳试验及可靠性分析

为了研究FRC/钢嵌入式T型连接接头疲劳特性,采用真空成型工艺(VARTM)及缝合技术制作T型连接接头,利用Letry疲劳试验机对接头开展拉-拉疲劳试验。根据疲劳试验结果,研究了T型接头在拉-拉疲劳载荷作用下初始损伤特性及损伤演变规律;基于两参数Weibull分布模型,开展T型连接接头疲劳可靠性分析,拟合得到接头在不同应力水平下的疲劳寿命分布规律,给出接头在不同应力水平下疲劳可靠度函数,以及接头在指定可靠度下应力/寿命双对数曲线关系式(R-lnS-lnN曲线)。结果表明,ln ln[1/R(N)]与lnN呈现良好的线性关系,T型接头疲劳寿命服从Weibull分布;疲劳寿命可靠度双对数方程建立了可靠度、疲劳寿命以及疲劳应力的关系,可指导接头疲劳可靠性设计和工程应用。     

夹杂物对有机涂层下碳钢腐蚀初期过程的影响

选择两种具有典型夹杂物的碳钢,通过浸泡试验,研究有机涂层下碳钢的腐蚀初期过程,并和裸钢的腐蚀过程进行对比．结果表明：涂层试样和裸钢试样腐蚀发展的初期过程都是点蚀;涂层试样点蚀诱发孕育期大大长于裸钢试样;点蚀的主要诱发源是钢中的硫化物和硅酸盐;硫化物夹杂物诱发点蚀及点蚀的扩展主要沿夹杂物与基体间的相界进行．     

基于神经网络的材料非稳态疲劳损伤可靠性研究

疲劳累积损伤是一个非稳态能耗过程,可以用遗传算法优化后的3层2 7 1BP神经网络来描述疲劳损伤的非线关系,经仿真验证表明,该神经网络具有较高的精度和泛化能力.通过对材料疲劳损伤临界值和载荷的分散性的分析研究,建立了疲劳失效动态准则,并运用蒙特卡罗随机抽样法对材料疲劳寿命的可靠性进行了仿真验证;对调质45号钢在随机载荷和2级载荷作用下,进行了疲劳寿命可靠性仿真计算,仿真结果与实验结果和理论分析比较吻合.     

喷丸强化对18Cr2Ni4WA渗碳钢性能的影响

采用强力喷丸工艺对渗碳18Cr2Ni4WA钢试样进行了表面喷丸强化处理。利用Nano Test 600纳米测试仪、2903X射线应力仪和TR200表面粗糙度仪，分别测试分析了试样处理前后的显微硬度、残余应力和表面粗糙度，并在JP-52接触疲劳试验机上考察了喷丸强化处理对渗碳18Cr2Ni4WA钢接触疲劳性能的影响。试验结果表明：渗碳试样经强力喷丸后，在0～0．50mm深的表层内形成一个喷丸硬化层，显微硬度提高了约1．1GPa；最大残余压应力由-478 MPa提高到-760 MPa；表面粗糙度由1．255μm降为0．979μm。接触疲劳特征寿命以与中值寿命L50均提高了2倍多，额定寿命L10提高了1倍多。     

考虑多轴应力与共振影响的随机振动疲劳寿命预测

目前工程上计算结构随机疲劳寿命时,仍经常采用基于单轴拉-压疲劳寿命(Stress-Number of cycles,S-N)曲线的应力寿命方法。虽然使用简单方便,但这种方法不仅忽视了单轴S-N曲线且不能准确反映结构在多轴应力状态下的疲劳,还忽略了随机振动中共振对结构疲劳寿命的影响,因此该方法在预测结构在随机振动下的疲劳寿命时与实际寿命往往有较大误差。对此引入三轴因子来反映结构在随机振动下的多轴应力状态,同时推广得到其在频域上的表达式,并在此基础上引入非线性函数,提出了一个新的随机振动疲劳损伤参量——多轴振动因子。新的损伤参量不仅同时考虑了结构随机振动下的多轴应力状态与共振对疲劳寿命的影响,而且该损伤参量形式简单,便于工程应用。利用新的随机振动疲劳损伤参量,得到了适用于随机振动下的多轴S-N曲线,从而建立了一种新的随机振动疲劳寿命预测方法。通过对7075-T6和LY12CZ铝合金缺口试件的随机振动疲劳寿命进行预测,结果表明该方法较准确地预测了两种缺口试件随机振动下的疲劳寿命。     

碳钢中夹杂物诱发点蚀的规律和特性研究

选用5种低碳钢,通过浸泡试验、显微腐蚀试验和极化试验,考察了碳钢在3%NaCl(质量分数,下同)溶液中夹杂物诱发点蚀的规律和特点.结果表明:样品刚浸入溶液时其最初电位高于点蚀电位,钢中一些夹杂物活化,先诱发点蚀;局部活化使钢样的电位迅速下降,当降至点蚀电位之下,未发生点蚀或未充分诱发点蚀的夹杂物受到保护,不再活化;在阳极极化试验中,当钢样的电位极化到点蚀电位或点蚀电位以上,钢中的夹杂物几乎都会活化而诱发点蚀.     

低碳钢中硫化物夹杂物诱发点蚀的机理

选择两种具有典型硫化物夹杂物的碳钢,通过显微腐蚀试验、浸泡试验及带有显微跟踪观察的极化试验考察了点蚀发生的初始过程,结合金相和扫描电镜电子探针分析,提出了碳钢中硫化物夹杂物诱发点蚀的机理。     

Effect of welding processes and consumables on fatigue crack growth behaviour of armour grade quenched and tempered steel joints

Quenched and Tempered (Q&T) steels are widely used in the construction of military vehicles due to its high strength to weight ratio and high hardness. These steels are prone to hydrogen induced cracking (HIC) in the heat affected zone (HAZ) after welding. The use of austenitic stainless steel (ASS) consumables to weld the above steel was the only available remedy because of higher solubility for hydrogen in austenitic phase. The use of stainless steel consumables for a non-stainless steel base metal is not economical. Hence, alternate consumables for welding Q&T steels and their vulnerability to HIC need to be explored. Recent studies proved that low hydrogen ferritic steel (LHF) consumables can be used to weld Q&T steels, which can give very low hydrogen levels in the weld deposits. The use of ASS and LHF consumables will lead to distinct microstructures in their respective welds. This microstructural heterogeneity will have a drastic influence in the fatigue crack growth resistance of armour grade Q&T steel welds. Hence, in this investigation an attempt has been made to study the influence of welding consumables and welding processes on fatigue crack growth behaviour of armour grade Q&T Steel joints. Shielded metal arc welding (SMAW) and Flux cored arc welding (FCAW) were used for fabrication of joints using ASS and LHF consumables. The joints fabricated by SMAW process using LHF consumable exhibited superior fatigue crack growth resistance than all other joints.     

基于实射数据的舰炮弹药当量系数

弹药当量系数是准确评估身管寿命的关键参数。通过对某型小口径舰炮的研究,提出了一种基于实弹射击数据的当量系数计算方法。对实弹射击试验获取的身管内膛烧蚀磨损数据进行了分析处理,拟合得到了身管磨损速度曲线,并计算得到了3种射击条件下的当量系数。研究结果为评估该类型火炮身管寿命提供了重要的数据支撑。     

多体动力学仿真车辆传动齿轮疲劳寿命灵敏度分析

齿轮是机械传动中重要的传力构件,由于测试手段和试验方法的限制,齿轮设计的时候多采用静强度设计理论,无法准确地反应实际情况下的动态特性,导致齿轮的实际寿命和设计寿命有较大的差距。基于多体动力学仿真分析方法建立履带式车辆传动系统虚拟行驶试验平台,获得齿轮在不同工况下的动载荷谱。基于疲劳分析软件MSC.Fatigue获得了齿轮的疲劳寿命,进而改变齿轮的结构参数分析不同结构齿轮的疲劳寿命,得到其疲劳寿命随不同结构参数变化的规律,进行齿轮疲劳寿命的灵敏度分析,为齿轮的结构优化作了一定的探索。     

基于整车虚拟道路行驶试验的车辆零部件疲劳分析

针对现有车辆零部件精确疲劳分析依赖成本高昂的实车试验的问题,提出了一种利用整车虚拟样机仿真分析零部件疲劳寿命的方法。该方法通过在ADAMS/CAR中用整车虚拟样机在虚拟道路模型上进行行驶试验,利用多体系统动力学基于模态坐标的求解特点,使用模态应力恢复技术准确还原出了用于零部件疲劳寿命分析的载荷历程。将该方法应用于某车辆双横臂前悬中的下控制臂,在较短的时间内获得了该零件的预测疲劳寿命、寿命安全系数及危险部位等信息。应用结果表明,该方法可作为汽车设计过程与测试过程中的有效试验手段。     

Effect of welding processes on mechanical and microstructural characteristics of high strength low alloy naval grade steel joints

Naval grade high strength low alloy(HSLA) steels can be easily welded by all types of fusion welding processes. However, fusion welding of these steels leads to the problems such as cold cracking, residual stress, distortion and fatigue damage. These problems can be eliminated by solid state welding process such as friction stir welding(FSW). In this investigation, a comparative evaluation of mechanical(tensile, impact,hardness) properties and microstructural features of shielded metal arc(SMA), gas metal arc(GMA) and friction stir welded(FSW) naval grade HSLA steel joints was carried out. It was found that the use of FSW process eliminated the problems related to fusion welding processes and also resulted in the superior mechanical properties compared to GMA and SMA welded joints.     

某型飞机平尾轴疲劳断裂失效分析

采用台架试验装置对某型飞机平尾轴进行了疲劳试验,通过断口的观察分析、断口部位的金相分析、硬度检测、有限元结构应力分析,确定了平尾轴的失效模式,并对其断裂失效原因进行了分析。结果表明：平尾轴的断裂性质为疲劳断裂,裂纹源均起源于大轴简体内壁加工刀痕形成的沟槽处,变截面圆弧造成的结构应力集中和粗糙加工刀痕形成的附加应力集中是造成大轴疲劳断裂的主要原因。关键词：平尾轴;疲劳断裂;失效分析;应力集中