扩展速率

摘要： 针对低温疲劳裂纹扩展速率模型中工程材料疲劳极限难以测定的问题,考虑裂纹扩展应力强度因子门槛值,将屈服强度、抗拉强度及环境温度引入疲劳极限的计算,分别采用热激活模型和引入温度敏感因子对疲劳极限进行修正,并基于断裂力学方法构建低温疲劳寿命改进模型。根据桥梁常用钢材Q345qD母材及对接焊缝在不同低温环境下的试验数据,对改进疲劳寿命模型估算能力进行验证。结果表明:在低温环境下,估算效果较好,所需参数较少且易测得,便于在实际工程中分析及应用。

摘要： 为评估初始裂纹不同倾斜角度对钢轨内部埋藏裂纹扩展寿命和扩展速率的影响,利用Ansys⁃Franc3D在钢轨踏面以下5 mm处分别插入了不同倾斜角度的圆形初始裂纹。研究发现初始裂纹角度对钢轨埋藏裂纹的扩展具有显著影响:钢轨埋藏裂纹的扩展形式是Ⅱ、Ⅲ型复合疲劳裂纹扩展,且以Ⅱ型滑移扩展为主导;以列车运行方向水平面为参考裂纹面逆时针转动,裂纹初始角度为0°~75°时,随着角度的增大,裂纹起始扩展驱动力ΔK_(eq)先增大后减小,裂纹平均扩展速率同样先增大后减小,裂纹扩展寿命先减小后增大;这表明45°是钢轨埋藏裂纹最危险的角度,此角度下裂纹扩展最快,剩余寿命最短,水平裂纹是相对最安全的角度;初始裂纹角度对裂纹扩展的影响本质上是对裂纹起始扩展驱动力ΔK_(eq)的影响,裂纹起始扩展驱动力ΔK_(eq)越大,其平均扩展速率越大,剩余寿命越短。

摘要： 目的 研究湿热对复合材料粘接修理结构疲劳性能的影响.方法 在表面处理工艺中分别选择KH550和AC130两种偶联剂,设计制备一系列复合材料粘接修理试样.在温度为55°C、相对湿度为98％的环境试验箱中湿热处理72 h.测试湿热前后复合材料粘接修理结构的疲劳性能.结果 复合材料粘接修理后,采用KH550、AC130修理试样的疲劳寿命分别是未修理试样的4.3、5.2倍.湿热处理后,相较于未修理试样,采用KH550的修理试样,疲劳寿命提高了3.8倍,而采用AC130的试样为4.6倍.结论 湿热处理导致粘接界面和复合材料补片的性能下降,从而造成疲劳性能降低.采用AC130偶联剂比采用KH550偶联剂能够获得更好的疲劳性能,且湿热后,其疲劳性能下降较少.采用AC130的试样,其裂纹扩展速率比较低.

摘要： 基于经典赫兹接触理论和库仑摩擦定律计算轮轨接触力,采用有限元法建立含疲劳裂纹的钢轨模型,分别研究了轮轨纯滑动条件下不同裂纹角度对裂纹尖端等效应力、应力强度因子和裂纹扩展速率等指标的影响.研究表明,裂纹尖端等效应力和应力强度因子KⅠ随裂纹角度增大总体呈减小趋势;应力强度因子KⅡ随裂纹角度增大总体呈增大趋势;综合应力强度因子和裂纹扩展速率不随裂纹角度增大而单调变化,其值在20°至70°时相对较大,且在35°和60°附近出现极大值.

摘要： 以Donahue等提出的疲劳裂纹扩展速率计算模型为基础,通过引入形状系数、张开比和残余应力等参数,建立了适用于焊接结构的疲劳裂纹扩展速率计算模型,分析了多种因素对焊接结构疲劳裂纹扩展速率的影响规律.结果 表明,焊板厚度和焊缝余高的变化均会对焊接结构疲劳裂纹的扩展速率产生影响,在对焊接结构表面形状进行设计时应保有一定的焊缝余高;有效应力比的增大会降低焊接结构疲劳裂纹的扩展速率,且裂纹深度的变化不会改变有效应力比对焊接结构疲劳裂纹扩展速率的影响;残余应力的增大会提高焊接结构疲劳裂纹的扩展速率,且残余应力对疲劳裂纹扩展速率的促进作用随着裂纹深度的增加而增大,在对焊接结构的疲劳性能进行设计时须考虑残余应力对结构性能的影响.

摘要： 为明确核桃叶斑病的发生动态及病情扩展进程,于2017年4—10月在洛浦县3个乡镇的观测园内,对核桃叶斑病病情以及病斑产生时间、扩散规律进行系统调查.结果表明:核桃一次枝发病始于4月中下旬,5月下旬和7月中旬为发病盛期,9月中旬后病害发展缓慢或停滞.二次枝于6月上中旬发病,6月下旬为第1个发病高峰,8月下旬为第2个发病高峰,病害末期同一次枝.病原菌首先侵染复叶基部的小叶,逐渐向上部叶片扩展蔓延,36～45 d后整个复叶感病.单叶病斑扩展速度越快,病情发展越快.5月中旬病斑扩展最快,单病斑从开始产生到连片需要约50 d.

摘要： 城市扩展是城市化进程的直接表现.以昆明市区为研究对象,选用1974—2010年间的5期遥感数据提取昆明市建成区范围,应用空间分析方法和空间重心转移模型,分析昆明市建成区的扩展过程及方向性特征.结果表明,昆明市建成区面积从1974年的2211.5 hm2增加到2010年的44755.1 hm2;城市扩展速率和扩展强度呈上升趋势,城市仍处于快速发展时期;城市紧凑度远低于1,表明城市扩张还较为粗放;分形维数的波动说明城市发展过程中表现出了稳定性差、随意性大的特点.分析昆明市建成区扩展格局经历的3个阶段以及当前的昆明城市发展战略,指出城市建成区扩展趋势及面临的问题与挑战.%Urban expansion is the direct indicator of urbanization.This paper applied spatial analysis method and spatial gravity center transfer model to analyze the expansion procedure and direction of built-up area in Kunming based on remote sensing data from 1974 to 2010.The results showed that the build-up area in Kunming was increased from 22.11 km2in 1974 to 447.55 km2in 2010,that the city was still developing rapidly with the increasing urban expansion rate and expansion intensity, that the city compactness index was far less than 1,indicating the extensive city expansion,and that the fluctuation of fractal dimension showed a characteristic of high randomness and poor stability in urbanization.According to the analysis for 3 stages of expansion pattern and development strategy of urbanization, problems and challenges of urban expansion in Kunming were discussed.

摘要： 基于Gong推导的主裂纹与微裂纹的理论解,分析了微裂纹区对主裂纹的影响.通过最大周向应力判据,定性和定量地分析了微裂纹区对主裂纹扩展方向的影响.通过计算主裂纹的等效应力强度因子,定性地分析了微裂纹区对主裂纹扩展速率的影响.结果表明:当微裂纹区位于-75°＜θ＜75°时,微裂纹区增加主裂纹的扩展速率,而位于-150°＜θ＜-75°和75°＜θ＜150°时,减弱主裂纹的扩展速率.当微裂纹区位于-30°＜θ＜30°时,对主裂纹的扩展方向影响不大;当位于30°＜θ＜115°和-150°＜θ＜-115°时,主裂纹朝逆时针方向偏转;当位于-115°＜θ＜-30°和115°＜θ＜150°时,主裂纹朝顺时针方向偏转.这些结果能够为预测脆性材料的疲劳和断裂行为提供有用的信息.

摘要： 氢致开裂是高含硫气田集输管网、长输管网管线钢失效的主要模式之一,主要是由于输送介质中的氢原子或氢离子进入金属后,在氢与应力的共同作用下,而引起对材料的应力腐蚀作用,使材料的断裂韧性下降或其他性能降低的各种现象.本文提出了氢致开裂断裂失效的微观分形剪切带断裂模式,揭示了氢致开裂的机理,将断裂过程区形状与氢致裂纹扩展的步长结合在一起,建立了氢致裂纹扩展各阶段分形速率的表达式,计算了天然气管道用钢16Mn和20号钢,在一定工况、浓度H2S含量下的氢致裂纹扩展的分形扩展速率,对于管道的氢致开裂寿命预测具有重要现实意义.

摘要： 针对压力容器表面裂纹的疲劳扩展问题,采用有限元方法和公式推算方法,结合Paris公式,比较了不同初始裂纹特征状态下,裂纹扩展的特点.分析结果表明,含椭圆表面裂纹的压力容器,随着疲劳裂纹的扩展,其形貌逐渐趋向于圆形;同时,随着疲劳裂纹的不断扩展,有限元模拟计算的扩展速率与公式推算的扩展速率差距逐渐变大,公式推算方法偏保守.

摘要： Elber和Walker的有效应力场强度因子模型以及Kujiawski的两参量动力模型都是以平移为主,将不同应力比R下的裂纹扩展曲线族归一化.对不同应力比下裂纹扩展速率曲线形状差异较大的曲线族进行归一化时,目前仅有对Elber的有效应力场强度因子模型和两参量动力模型的修正模型,且适用于裂纹扩展的近门槛区和中部区.本文通过分析,建立了适用于中部区和加速区的裂纹扩展速率曲线的两参量动力模型修正公式,修正公式中的指数是由应力比、断裂韧度和应力场强度因子范围,以及裂纹扩展速率趋于无穷大时两参量动力模型中对应的指数构成的函数,依据此修正公式能将不同应力下的不同形状的中部区和加速扩展区速率曲线归一化到一条曲线上,并在定向有机玻璃YB-MD-11、YB-MD-3和Ti-i023的裂纹扩展速率曲线中的得到验证.

摘要： 本文实验研究交叉双裂纹在Q345钢板中的疲劳扩展,目的是分析裂纹间的相互作用及对裂纹转型扩展的影响.实验中长裂纹长度不变,且和与载荷作用方向呈45°夹角,而短裂纹长度和方位改变,进行单轴疲劳试验.结果表明:对于本文所研究的交叉裂纹形态和相对长度,新裂纹在长裂纹裂尖启裂,并沿垂直于载荷方向向前扩展;不同长度和角度的短裂纹对长裂纹的扩展速率影响不大;随着长裂纹的扩展,短裂纹发生转型,由复合裂纹转型为Ⅱ型裂纹.

摘要： 研究GH4169合金在长期时效过程中组织的演化行为及其对疲劳裂纹扩展速率的影响规律,探讨了组织演变对疲劳裂纹扩展行为的影响机制.结果表明,GH4169合金经650°C时效后,疲劳裂纹扩展速率随时效时间延长略有增加;经750°C时效后,疲劳裂纹扩展速率随时效时间延长明显增加,疲劳门槛值有所降低.随温度升高疲劳裂纹扩展速率增加主要缘于γ"相、γ'相的粗化,以及750°C时效后大量γ"相向长针状δ相转化,降低了合金的强度,削弱了断口面粗糙诱发的裂纹闭合效应和裂纹分支而引起的裂纹尖端应力屏蔽效应.

摘要： 在疲劳裂纹扩展分析中存在各种不确定性因素,如材料参数,加载条件,模型选取等等,这使传统概率可靠性方法存在一定的局限性.本文介绍了随机配点法的基本概念,它基于张量积法和稀疏网格法,通过在随机空间中设置一系列配置点集合求解多项式,避免了伽辽金法中复杂耦合多项式的求解.与区间运算相比,随机配点法的优势在于随机参数的分布类型的改变不影响其计算精度和计算时间.本文以2024-T42铝合金为研究对象,针对Paris公式拟合得出的疲劳裂纹扩展速率公式中出现的参数不确定,采用随机配点法进行不确定性分析,并且通过与区间法的比较和试验结果的验证,来评估该方法的准确性和有效性.

摘要： 依据线弹性力学理论对裂纹扩展速率进行拟合.研究表明:Paris公式能够很好地描述疲劳裂纹稳定扩展阶段的疲劳裂纹扩展速率与应力强度因子幅度之间的关系,稳定扩展段的疲劳裂纹扩展参数m在2.5-4之间,与绝大多数金属材料的疲劳裂纹扩展参数m在2-4之间的统计结果相符;NASGRO公式能较好的描述该材料从疲劳裂纹门槛值到高速裂纹扩展速率范围内的三种应力比的da/dN与△K关系.由裂纹闭合效应获得的有效应力强度因子范围与da/dN的关系表明:三种应力比下的所有数据都较好地关联在同一曲线上,裂纹闭合是引起应力比和裂纹扩展速率相关的主要原因,随着应力比增加,裂纹闭合程度减弱.

摘要： 采用有限元分析软件ANSYS,在纯滚动运行状态下,对实际钢轨裂纹的扩展情况进行了模拟.结果表明:轮轨接触的疲劳裂纹为张开型和滑开型同时存在的复合型裂纹;随裂纹长度的逐渐增加,裂尖有效应力强度因子先减小后增大,裂纹扩展速率会出现先变慢后变快的现象.

摘要： 高压氢环境箱用于为氢脆试验装置提供高压气态氢测试环境.基于断裂力学的疲劳裂纹扩展寿命分析方法,研究了几种常用储氢容器用材料制造的高压氢环境箱的疲劳寿命,发现使用A286材料制造的高压氢环境箱在100MPa氢压力下疲劳寿命可达105次以上.同时分析了不同设计法规、氢气压力、KIH以及疲劳裂纹扩展速率等因素对高压氢环境箱疲劳寿命的影响,为高压氢环境箱选材提供指导依据.

摘要： 针对Q345R材料制作的标准CT试样,研究了在不同应力比条件下,单个过载峰作用下疲劳裂纹扩展行为.在分析研究应力比效应对常幅加载下的裂纹扩展行为影响的基础上,进一步在常幅加载过程中引入单个拉伸过载峰的作用,进行了不同应力比条件下的裂纹扩展试验.试验结果表明,在常幅加载条件下对应力比效应不敏感的Q345R,其过载后的裂纹扩展行为却明显地受到应力比变化的影响.在过载比相同的情况下,过载后的迟滞效应随着应力比的增大而减弱.本文也对负应力比条件下的过载行为进行了研究,结果表明,负应力比条件下的过载作用同样会导致裂纹扩展的迟滞,但其迟滞效应相对正应力比条件时较弱.

摘要： 本发明提供针对小裂纹的裂纹扩展速率模型，针对小裂纹的裂纹扩展速率模型的建模方法包括以下步骤：S1、建立初步的小裂纹扩展速率模型；S2、确定局部屈服强度σym；S3、对建立的初步的小裂纹扩展速率模型进行修正，将局部屈服强度σym代入小裂纹扩展速率模型中，得到修正后的小裂纹扩展速率模型。同时，本发明还利用此模型建立了钛合金材料的疲劳裂纹扩展速率模型。本发明提供小裂纹建模方法并将其应用于电弧增材制造钛合金材料的小裂纹，其建立了针对小裂纹的裂纹扩展速率的模型，考虑了微观结构的不相似效应和局部屈服强度变化。之后可以基于此模型建立从微观小裂纹，物理小裂纹，长裂纹整个过程的多尺度疲劳裂纹扩展速率模型。

摘要： 本发明公开了一种慢应变速率拉伸应力腐蚀裂纹扩展速率测量方法，包括步骤：一、紧凑拉伸试样预处理；二、采用慢拉升试验机进行慢应变速率拉伸试验，并绘制出加载力P与加载点位移ΔL之间的实验数据关系曲线图；三、对步骤二进行的慢应变速率拉伸试验进行模拟，并绘制出加载力P与加载点位移ΔL之间的理论分析数据关系曲线图；四、获取裂纹扩展长度为Δa0、Δa1、Δa2、…、Δan时，所对应的试验时间t0、t1、t2、…、tn；五、获得裂纹扩展速率。本发明能将裂纹扩展造成的加载力P和加载点位移ΔL的变化分离出来，能够实时预测Δai的变化，获得裂纹的扩展速率，且能有效减少环境影响带来的测试数据失真，提高数据精度。

摘要： 一种能够获得裂纹扩展S-N曲线的复合材料II型裂纹扩展速率测定方法，它有五大步骤：一、选用单端缺口弯曲ENF复合材料试样，由纤维布和树脂通过模塑工艺成型；二、选用三点弯曲方式对试样进行测试；三、采用三轴向可移动高倍数码测量系统对裂纹扩展长度进行观测和测量，记录试验载荷、循环次数及其对应的裂纹扩展长度；四、根据工程梁理论计算复合材料中性面的恒定层间剪应力，并采用三参数幂函数法拟合裂纹扩展层间剪应力及其对应的循环次数，得到裂纹扩展S-N曲线；五、利用双增长指数函数拟合试验载荷循环次数及其对应的裂纹扩展长度的a-N曲线，求导后获得裂纹扩展速率；采用Paris模型和能量释放率公式，通过最小二乘拟合得到裂纹扩展速率曲线。

摘要： 本发明提供针对小裂纹的裂纹扩展速率模型，针对小裂纹的裂纹扩展速率模型的建模方法包括以下步骤：S1、建立初步的小裂纹扩展速率模型；S2、确定局部屈服强度σym；S3、对建立的初步的小裂纹扩展速率模型进行修正，将局部屈服强度σym代入小裂纹扩展速率模型中，得到修正后的小裂纹扩展速率模型。同时，本发明还利用此模型建立了钛合金材料的疲劳裂纹扩展速率模型。本发明提供小裂纹建模方法并将其应用于电弧增材制造钛合金材料的小裂纹，其建立了针对小裂纹的裂纹扩展速率的模型，考虑了微观结构的不相似效应和局部屈服强度变化。之后可以基于此模型建立从微观小裂纹，物理小裂纹，长裂纹整个过程的多尺度疲劳裂纹扩展速率模型。

摘要： 本发明公开了一种慢应变速率拉伸应力腐蚀裂纹扩展速率测量方法，包括步骤：一、紧凑拉伸试样预处理；二、采用慢拉升试验机进行慢应变速率拉伸试验，并绘制出加载力P与加载点位移ΔL之间的实验数据关系曲线图；三、对步骤二进行的慢应变速率拉伸试验进行模拟，并绘制出加载力P与加载点位移ΔL之间的理论分析数据关系曲线图；四、获取裂纹扩展长度为Δa0、Δa1、Δa2、…、Δan时，所对应的试验时间t0、t1、t2、…、tn；五、获得裂纹扩展速率。本发明能将裂纹扩展造成的加载力P和加载点位移ΔL的变化分离出来，能够实时预测Δai的变化，获得裂纹的扩展速率，且能有效减少环境影响带来的测试数据失真，提高数据精度。

摘要： 一种能够获得裂纹扩展S-N曲线的复合材料II型裂纹扩展速率测定方法，它有五大步骤：一、选用单端缺口弯曲ENF复合材料试样，由纤维布和树脂通过模塑工艺成型；二、选用三点弯曲方式对试样进行测试；三、采用三轴向可移动高倍数码测量系统对裂纹扩展长度进行观测和测量，记录试验载荷、循环次数及其对应的裂纹扩展长度；四、根据工程梁理论计算复合材料中性面的恒定层间剪应力，并采用三参数幂函数法拟合裂纹扩展层间剪应力及其对应的循环次数，得到裂纹扩展S-N曲线；五、利用双增长指数函数拟合试验载荷循环次数及其对应的裂纹扩展长度的a-N曲线，求导后获得裂纹扩展速率；采用Paris模型和能量释放率公式，通过最小二乘拟合得到裂纹扩展速率曲线。

摘要： 本发明涉及一种蠕变裂纹扩展速率的预测方法及系统。所示方法包括获取式样的蠕变裂纹扩展速率和代表应力；所述式样包括基准式样和多个不同的实验式样；对于任意一个实验式样，基于所述实验式样的代表应力和所述基准式样的代表应力计算所述实验式样的拘束参数；根据各所述实验式样的拘束参数、所述基准式样的蠕变裂纹扩展速率和各所述实验式样的蠕变裂纹扩展速率构建蠕变裂纹扩展速率预测方程，所述蠕变裂纹扩展速率预测方程用于预测待预测式样的蠕变裂纹扩展速率。本发明的蠕变裂纹扩展速率预测方程适用于所有材料的蠕变裂纹扩展速率的预测。

摘要： 本发明涉及一种应力腐蚀开裂监测及裂纹扩展速率评价装置、试验方法，属于金属材质应力腐蚀技术领域，夹具对试样施加弹性应力，密闭测试容器盛放测试溶液和试样，试验气体增压装置向密闭测试容器内部通入试验气体至预设压力，恒流源向试样通入恒电流，电位探测装置测量一对测点中每个测点的电位，计算机根据测量的一对测点中每个测点的电位确定试样是否开裂或试样上的裂纹扩展速率，实现了对金属材料的应力腐蚀开裂裂纹扩展速率的评价和开裂监测。

摘要： 本发明公开了一种T型波保载试验的三点弯曲试样疲劳裂纹扩展速率的测试方法，属于材料疲劳测试技术领域。该方法为：加工待测SEB试样；确定应力强度因子范围△K及试验载荷范围△F；编辑试验加载程序，采用T形波作为加载波形；预制裂纹并依据柔度法测量出试样的弹性模量E；根据试验加载程序开始试验，采集时间、载荷、位移、COD规应变量、循环寿命等原始数据，直到试样完全断裂，然后将获得的原始数据代入柔度法计算公式计算试样裂纹长度；对获得的多个试样的疲劳寿命Nf和裂纹长度a数据进行数据处理，获得该材料在梯型波加载条件下的稳态裂纹扩展速率；并将裂纹扩展量为0.5mm时对应的循环寿命作为试样在T梯型波加载条件下的萌生寿命。

摘要： 本发明公开了一种梯型波加载条件下的紧凑拉伸试样疲劳裂纹扩展速率的测试方法，属于材料疲劳测试技术领域。该方法为：加工待测CT试样；确定应力强度因子范围△K和试验载荷范围△F；编辑试验加载程序，采用梯形波作为加载波形；预制裂纹，并依据柔度法测量出试样的弹性模量E，然后根据试验加载程序开始试验至试样完全断裂，然后将获得的原始数据代入柔度法计算公式计算获得试样的裂纹长度；对获得的多个试样的疲劳寿命Nf和裂纹长度a数据进行数据处理，获得该材料在梯型波加载条件下的稳态裂纹扩展速率；并将裂纹扩展量为0.5mm时对应的循环寿命作为试样在梯型波加载条件下的萌生寿命。