疲劳裂纹是钢结构的常见缺陷,在不同的负载和各种环境因素的长期影响之后[1]。如果没有及时有效治疗,它最终可能导致结构性疲劳失败。维修和加固技术的出现提供了一种解决此问题的新方法。与更换损坏的结构部件相比,维修和加固技术在时间和成本方面都具有很大的优势[2,3]。在裂纹尖端上使用裂纹停止孔是最常用的临时控制技术之一。在过去的几十年中,许多学者研究了裂纹停止孔的工程应用[4,5]。结果表明,裂纹停止孔的形状,尺寸和姿势的合理设计可以有效地降低裂纹的生长速度并增加残留疲劳寿命。但是,当在疲劳裂纹尖端处理裂纹停止孔时,原始结构的机械强度被削弱,并创建了新的容易疲劳的区域。更重要的是,当裂纹从裂纹停止的边缘启动时,由于存在停止孔的存在,新裂纹的膨胀速率不会改变[6]。作为一种复合材料,纤维增强聚合物(FRP)材料具有高强度重量比,良好的耐腐蚀性和疲劳性能,并且几乎可以将其分为几乎所有所需的形状。在过去的几年中,关于结构缺陷大小的影响[7,8],粘合剂的特性[9,10]和FRP键合法
自从人类制造出第一批敲打工具以来,脆性材料中裂纹扩展的控制就一直是技术发展的一个方向。如今,各种各样的应用都依赖于裂纹扩展控制,从减轻损坏(例如玻璃屏幕或挡风玻璃受到撞击)到利用裂纹实现大距离整齐切割的工业过程。然而,实时研究裂纹是一项具有挑战性的任务,因为裂纹在通常不透明的材料中可以扩展至几公里/秒。在这里,我们报告了对沿硅单晶 (001) 平面以高达 2.5 公里/秒的速度扩展的裂纹的现场研究,使用 X 射线衍射兆赫成像和强时间结构同步辐射。所研究的系统基于 Smart Cut ™ 工艺,其中材料(通常是 Si)中的埋层被微裂纹削弱,然后用于在平行于表面的平面上以最小偏差(10 - 9 米)驱动宏观裂纹(10 - 1 米)。我们在此报告的结果首次直接证实了裂纹前沿的形状不受微裂纹分布的影响,这曾是以前基于断裂后结果的研究的假设。我们进一步测量了厘米宽视野内的瞬时裂纹速度,这以前只能从稀疏点测量中推断出来,并证明了 X 射线束局部加热的影响。最后,我们还观察了分离晶圆部件的裂纹后运动,这可以用气动和弹性来解释。因此,这项研究提供了对晶体材料中受控断裂扩展的全面了解,为超快速应变场扩展的原位测量铺平了道路。
2.2 在船舶结构典型的疲劳载荷循环中,裂纹尖端的应力从拉伸变为压缩。在压缩应力期间以及在载荷循环的部分拉伸部分中,应力强度小于打开裂纹尖端所需的值 K OP ,由于裂纹闭合的影响,不会发生裂纹扩展。在疲劳试验(例如 SSC-448 的试验)中考虑裂纹闭合,其方法为通过测量载荷循环期间的裂纹打开位移并观察载荷与裂纹打开位移曲线中的非线性来确定 K OP 。通过这样确定的 K OP 估计值,可以确定应力强度因子的有效范围� K 有效 。SSC-448 等来源中提供的 da/d/N 与 DK 的关系图实际上是� K 有效 的函数。
对于T型样品,热处理后裂纹扩展能量增加2倍(从约23 J增加到约46 J),这是由于裂纹起始能量和裂纹扩展能量重新结合,裂纹扩展能量增加所致。动态载荷图分析表明,热处理后,出现了尖锐的载荷点(视为裂纹起始载荷),下一个载荷峰值表征了新裂纹的起始,如图8a和8d所示。在层状材料中也观察到了类似的材料行为[30]。对样品的原始状态和退火状态进行比较,发现其他材料在热处理后形成了多个裂纹
自 1958 年 12 月以来,巴特尔纪念研究所根据合同号进行了研究。NObs-77028、NObs-84738 和 NObs-92521,以确定氢致开裂技术是否可用于研究焊件(尤其是复杂焊件)中的残余应力。利用氢致开裂技术,焊接件由具有足够延展性的钢制成,因此在焊接过程中不会形成裂纹。焊接后,焊件通过电解氢气充电,使材料变脆,以至于残余应力形成裂纹。残余应力的分布是根据裂纹模式估计的。除了实验研究外,还进行了分析研究以确定残余应力分布与裂纹模式之间的关系。
自 1958 年 12 月以来,巴特尔纪念研究所根据合同号进行了研究。NObs-77028、NObs-84738 和 NObs-92521,以确定氢致开裂技术是否可用于研究焊件(尤其是复杂焊件)中的残余应力。利用氢致开裂技术,焊接件由具有足够延展性的钢制成,因此在焊接过程中不会形成裂纹。焊接后,焊件通过电解氢气充电,使材料变脆,以至于残余应力形成裂纹。残余应力的分布是根据裂纹模式估计的。除了实验研究外,还进行了分析研究以确定残余应力分布与裂纹模式之间的关系。
摘要。本文回顾了美国国家航空航天实验室在飞机机身疲劳裂纹扩展预测技术开发方面所做的努力。研究重点是扩展雨流技术用于裂纹扩展分析,以及开发用于谱载荷的加速裂纹扩展计算方法。疲劳裂纹闭合是建模的关键要素,为此开发了断口技术。这些技术与二进制编码事件记录相结合,实现了金属材料中部分贯穿裂纹的裂纹扩展和闭合映射。对缺口处短裂纹的实验研究发现了裂纹闭合的滞后性质,这解释了缺口根部疲劳中众所周知的历史敏感局部平均应力效应。在模拟使用条件下获得的故障光学断口分析表明,在相当的增长率下,短裂纹不会比长裂纹表现出更多的散射。研究了缺口处小裂纹多点裂纹萌生和扩展的性质,并将研究范围扩展到广泛用于飞机机身的凸耳接头。这项研究的结果表明,可以模拟裂纹从小于 50 微米的扩展直至失效的过程,从而解释整个寿命的很大一部分。
1。Han J,Norio n(2001)混合热传导边界的热应力问题周围是一个任意形状的孔,在均匀的热孔下裂缝。J热应力24(8):725–735 2。Murakami Y等人(1987)应力强度因子手册,2:728。Pergamon Press/纽约牛津/首尔/东京3。Murakami Y等人(1992)应力强度因子手册,第三版。Pergamon Press/纽约牛津/首尔/东京,P 728 4。sih GC(1962)在裂纹尖端附近的热应力的奇异特征上。ASME,J Appl Mech 29:587–589 5。Hasebe N,Tamai K,Nakamura T(1986)对均匀热流下的扭结裂纹的分析。 ASCE,J ENG MECH 112:31–42 6。 chen y,Hasebe N(1992)内部板块中热绝缘曲线裂纹问题的新积分方程。 J Therm Recors 15:519–532 7。 Chao CK,Shen MH(1993)在热弹性培养基中使用术的明确解决方案。 J THERM压力16:215–231 8。 Chung HD,Beom HG,Choi Sy,Earmme YY(1998)圆形弧形裂纹的热弹性分析。 J Therm Rescorm 21:129–140 9。 Ting TC,Yan G(1992)由于热流而引起的各向异性双层质量的界面裂纹的R -1/2(LNR)奇异性。 J THERM压力15:85–99 10。 Chao CK,Chang RC(1994)不同各向异性介质中的热弹性界面裂纹问题。 J THERM压力17:285–299 11. Shen SP,Kuang ZB(1998)双压电介质中的界面裂纹以及与点热源的相互作用。 int J Sol结构30:3899–391 12。 ASME,J Appl Mech 27:635–639 13。Hasebe N,Tamai K,Nakamura T(1986)对均匀热流下的扭结裂纹的分析。ASCE,J ENG MECH 112:31–42 6。 chen y,Hasebe N(1992)内部板块中热绝缘曲线裂纹问题的新积分方程。 J Therm Recors 15:519–532 7。 Chao CK,Shen MH(1993)在热弹性培养基中使用术的明确解决方案。 J THERM压力16:215–231 8。 Chung HD,Beom HG,Choi Sy,Earmme YY(1998)圆形弧形裂纹的热弹性分析。 J Therm Rescorm 21:129–140 9。 Ting TC,Yan G(1992)由于热流而引起的各向异性双层质量的界面裂纹的R -1/2(LNR)奇异性。 J THERM压力15:85–99 10。 Chao CK,Chang RC(1994)不同各向异性介质中的热弹性界面裂纹问题。 J THERM压力17:285–299 11. Shen SP,Kuang ZB(1998)双压电介质中的界面裂纹以及与点热源的相互作用。 int J Sol结构30:3899–391 12。 ASME,J Appl Mech 27:635–639 13。ASCE,J ENG MECH 112:31–42 6。chen y,Hasebe N(1992)内部板块中热绝缘曲线裂纹问题的新积分方程。J Therm Recors 15:519–532 7。Chao CK,Shen MH(1993)在热弹性培养基中使用术的明确解决方案。J THERM压力16:215–231 8。Chung HD,Beom HG,Choi Sy,Earmme YY(1998)圆形弧形裂纹的热弹性分析。J Therm Rescorm 21:129–140 9。Ting TC,Yan G(1992)由于热流而引起的各向异性双层质量的界面裂纹的R -1/2(LNR)奇异性。J THERM压力15:85–99 10。Chao CK,Chang RC(1994)不同各向异性介质中的热弹性界面裂纹问题。J THERM压力17:285–299 11.Shen SP,Kuang ZB(1998)双压电介质中的界面裂纹以及与点热源的相互作用。int J Sol结构30:3899–391 12。ASME,J Appl Mech 27:635–639 13。Florence L,Goodier JN(1960),由于绝缘卵形孔对均匀热流的干扰引起的热应力。Hasebe N,Tomida A,Nakamura T(1988)由于均匀的热量吹动而导致的圆形孔的热应力。Yobayexiqe 11:381–391 14。 tuji M,Hasebe N(1991)裂纹的热应力,该裂纹是由于均匀的热量吹动的菱形孔的一角。 Trans JPN Soc Mech Eng 57:105-110(日语)Yobayexiqe 11:381–391 14。tuji M,Hasebe N(1991)裂纹的热应力,该裂纹是由于均匀的热量吹动的菱形孔的一角。Trans JPN Soc Mech Eng 57:105-110(日语)
Excelplas Labs管道故障研究Excelplas Labs除了PVC和CPVC管道以及复合GRP和GRP和GRE管道外,还为HDPE,PP-R,PB和PEX管的故障分析创建了一个新的基准测试。当塑料管道无法按预期执行时,我们的团队可以确定失败的根本原因(例如氧化衰竭,化学衰竭,蠕变失败,压力衰竭,疲劳失败,设计失败等)。Excelplas具有所有塑料管道破坏模式和机制,包括缓慢的裂纹生长(SCG)快速裂纹传播(RCP),环境应力裂纹抗性(ESCR),氧化应激裂纹(OSC),环状疲劳,制造缺陷,制造缺陷和聚合物材料问题。http://www.excelplas.com/http://www.excelplas.com/