含孔缺陷的A7N01P-T4鋁合金疲勞性能及壽命研究
發(fā)布時間：2021-08-01 05:01
孔洞、槽等宏觀缺陷部位是導致材料疲勞斷裂重要原因之一,由于缺陷本身以及周圍缺陷的影響使得含有多重缺陷的材料常常無法達到預想的疲勞壽命,因此難以準確地對材料壽命進行評估。本文課題以高速列車上的A7N01P-T4鋁合金為研究對象,通過鉆孔引入多孔缺陷,研究含孔缺陷及多重孔缺陷的A7N01P-T4鋁合金在室溫無腐蝕介質環(huán)境下的疲勞裂紋萌生和擴展行為。本文主要研究含多重孔缺陷的A7N01P-T4鋁合金在室溫無腐蝕介質環(huán)境下疲勞萌生和擴展行為,并結合紅外熱像法和FKM方法預測多重孔缺陷下A7N01P-T4鋁合金的疲勞壽命和強度。通過在GPS100數(shù)字化高頻疲勞機上對應力比R=0.1的不同間距的孔缺陷試樣和不同數(shù)量孔缺陷試樣進行高周疲勞試驗,發(fā)現(xiàn)S1/D2=1.2是相互作用增強的臨界點,并通過面積參數(shù)（?）和間距影響系數(shù)α來表征多孔缺陷數(shù)量和孔間間距對疲勞的影響。通過體式顯微鏡和掃描電鏡研究多孔缺陷裂紋萌生規(guī)律及萌生機理。結果發(fā)現(xiàn)含孔缺陷的A7N01P-T4鋁合金由于很少有未溶粗大雜質相和硬脆第二相分布在晶界,裂紋萌生是由滑移帶在試樣表面造成“侵入”和“擠出”使表面形成非連續(xù)界面造成二次應力集中所...
【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：80 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
殘余壓應力與循環(huán)載荷平均應力疊加[1]
并且缺陷與晶粒的相對大小對疲勞萌生有著重要作用。部分學者[8-10]通過 kitagawa 圖（如圖1.2）來分析不同材料由晶粒尺寸與缺陷的關系引起的疲勞性能降低，發(fā)現(xiàn) Armco鐵的臨界缺陷直徑等于其粒徑，其他金屬臨界缺陷直徑接近 4 倍粒徑。缺陷實際的物理尺寸并未有特征顯微結構相對尺寸重要。鋁合金中一定大小和數(shù)量的第二相，對疲勞的萌生和擴展有重要影響；部分鑄件內部雜質或者成分不均，也會降
圖 1.3 Itoga 模型圖[21]機理般分為：裂紋萌生、裂紋擴展和斷裂三個階段，這三紋萌生一般通過以下三種方式：(1)駐留滑移帶致使生；(3)裂紋在孔洞、氣泡、夾雜等內部應力集中處6 鋁合金萌生機制發(fā)現(xiàn) 6156 鋁合金萌生主要是含 S Fe、Mn 的 Al7Si2雜質相自身開裂所致。強度預測方法缺口疲勞問題的發(fā)展，人們對缺口疲勞強度預測方慮缺口根部的最大峰值的局部應力應變法，到基于
【參考文獻】：
期刊論文
[1]缺口對TC17鈦合金拉伸性能和低周疲勞性能的影響[J]. 田偉,伏宇,鐘燕,李祚軍,曾衛(wèi)東,張賽飛,趙偉. 材料熱處理學報. 2016(11)
[2]Al-Zn-Mg合金焊接接頭力學性能與微觀組織演變的關系[J]. 秦芳,孟立春,楊修波,劉聰,陳江華,劉春輝,劉吉梓. 功能材料. 2016(03)
[3]多缺口參數(shù)對磁滯合金棒材應力分布的影響[J]. 李有堂,程遠. 蘭州理工大學學報. 2015(03)
[4]缺口參數(shù)對應力集中系數(shù)和疲勞缺口系數(shù)的影響[J]. 李有堂,周強. 蘭州理工大學學報. 2013(05)
[5]孔口應力集中的ANSYS有限元分析[J]. 姚瑞平,王磊. 江西建材. 2012(03)
[6]6156鋁合金疲勞裂紋的擴展速率[J]. 佘玲娟,鄭子樵,鐘警,林莉. 機械工程材料. 2011(05)
[7]采用EBSD研究高強鋁合金的疲勞裂紋擴展行為[J]. 蹇海根,姜鋒,鄭秀媛,韋莉莉,文康. 材料熱處理學報. 2011(02)
[8]紅外鎖相法熱波檢測技術及缺陷深度測量[J]. 劉俊巖,戴景民,王揚. 光學精密工程. 2010(01)
[9]扭轉載荷下缺口參數(shù)對圓軸應力分布的影響[J]. 李有堂,田利. 甘肅科學學報. 2009(04)
[10]橢圓孔三維應力集中及其對疲勞強度的影響[J]. 佘崇民,郭萬林,孟波,張斌. 計算力學學報. 2007(02)
碩士論文
[1]7N01鋁合金的自然時效與Zn/Mg原子比對Al-Zn-Mg合金析出行為的影響[D]. 鄭嘉玲.南京理工大學 2018
[2]基于紅外熱像法的AZ31B鎂合金應力集中系數(shù)研究[D]. 張虔銘.太原理工大學 2015
[3]缺口對TC4高循環(huán)疲勞強度的影響及預測方法研究[D]. 包珍強.南京航空航天大學 2014
[4]多重缺口對磁滯合金棒材疲勞性能的影響[D]. 程遠.蘭州理工大學 2014
[5]鎂合金及鋁合金高周疲勞壽命及裂紋擴展行為的紅外表征[D]. 劉曉晴.太原理工大學 2014
[6]金屬材料斷口三維形貌檢測與表征分析[D]. 黃長輝.南昌航空大學 2010
[7]基于熱像法的壽命預測與疲勞分析[D]. 王曉鋼.大連理工大學 2009
本文編號：3314864
【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：80 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
殘余壓應力與循環(huán)載荷平均應力疊加[1]
并且缺陷與晶粒的相對大小對疲勞萌生有著重要作用。部分學者[8-10]通過 kitagawa 圖（如圖1.2）來分析不同材料由晶粒尺寸與缺陷的關系引起的疲勞性能降低，發(fā)現(xiàn) Armco鐵的臨界缺陷直徑等于其粒徑，其他金屬臨界缺陷直徑接近 4 倍粒徑。缺陷實際的物理尺寸并未有特征顯微結構相對尺寸重要。鋁合金中一定大小和數(shù)量的第二相，對疲勞的萌生和擴展有重要影響；部分鑄件內部雜質或者成分不均，也會降
圖 1.3 Itoga 模型圖[21]機理般分為：裂紋萌生、裂紋擴展和斷裂三個階段，這三紋萌生一般通過以下三種方式：(1)駐留滑移帶致使生；(3)裂紋在孔洞、氣泡、夾雜等內部應力集中處6 鋁合金萌生機制發(fā)現(xiàn) 6156 鋁合金萌生主要是含 S Fe、Mn 的 Al7Si2雜質相自身開裂所致。強度預測方法缺口疲勞問題的發(fā)展，人們對缺口疲勞強度預測方慮缺口根部的最大峰值的局部應力應變法，到基于
【參考文獻】：
期刊論文
[1]缺口對TC17鈦合金拉伸性能和低周疲勞性能的影響[J]. 田偉,伏宇,鐘燕,李祚軍,曾衛(wèi)東,張賽飛,趙偉. 材料熱處理學報. 2016(11)
[2]Al-Zn-Mg合金焊接接頭力學性能與微觀組織演變的關系[J]. 秦芳,孟立春,楊修波,劉聰,陳江華,劉春輝,劉吉梓. 功能材料. 2016(03)
[3]多缺口參數(shù)對磁滯合金棒材應力分布的影響[J]. 李有堂,程遠. 蘭州理工大學學報. 2015(03)
[4]缺口參數(shù)對應力集中系數(shù)和疲勞缺口系數(shù)的影響[J]. 李有堂,周強. 蘭州理工大學學報. 2013(05)
[5]孔口應力集中的ANSYS有限元分析[J]. 姚瑞平,王磊. 江西建材. 2012(03)
[6]6156鋁合金疲勞裂紋的擴展速率[J]. 佘玲娟,鄭子樵,鐘警,林莉. 機械工程材料. 2011(05)
[7]采用EBSD研究高強鋁合金的疲勞裂紋擴展行為[J]. 蹇海根,姜鋒,鄭秀媛,韋莉莉,文康. 材料熱處理學報. 2011(02)
[8]紅外鎖相法熱波檢測技術及缺陷深度測量[J]. 劉俊巖,戴景民,王揚. 光學精密工程. 2010(01)
[9]扭轉載荷下缺口參數(shù)對圓軸應力分布的影響[J]. 李有堂,田利. 甘肅科學學報. 2009(04)
[10]橢圓孔三維應力集中及其對疲勞強度的影響[J]. 佘崇民,郭萬林,孟波,張斌. 計算力學學報. 2007(02)
碩士論文
[1]7N01鋁合金的自然時效與Zn/Mg原子比對Al-Zn-Mg合金析出行為的影響[D]. 鄭嘉玲.南京理工大學 2018
[2]基于紅外熱像法的AZ31B鎂合金應力集中系數(shù)研究[D]. 張虔銘.太原理工大學 2015
[3]缺口對TC4高循環(huán)疲勞強度的影響及預測方法研究[D]. 包珍強.南京航空航天大學 2014
[4]多重缺口對磁滯合金棒材疲勞性能的影響[D]. 程遠.蘭州理工大學 2014
[5]鎂合金及鋁合金高周疲勞壽命及裂紋擴展行為的紅外表征[D]. 劉曉晴.太原理工大學 2014
[6]金屬材料斷口三維形貌檢測與表征分析[D]. 黃長輝.南昌航空大學 2010
[7]基于熱像法的壽命預測與疲勞分析[D]. 王曉鋼.大連理工大學 2009
本文編號：3314864
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