与焊接海洋结构相关的环境载荷和结构几何形状通常会产生多轴应力。大型焊接细节已用于表征海洋结构中的多轴疲劳响应;然而,这些测试的成本通常过高。对多轴疲劳文献进行了审查,以确定可用于预测多轴疲劳响应的分析技术。确定并总结了各种方法。参考了支持文献。在可用的情况下介绍了多轴方法的可靠性(偏差和散度)。确定了影响多轴疲劳响应的各种因素。以焊接细节为例,展示如何从单轴疲劳试验数据中获得多轴疲劳寿命预测。最后,建议开展研究以促进多轴疲劳研究向海洋结构的技术转移。
与焊接海洋结构相关的环境载荷和结构几何形状通常会产生多轴应力。大型焊接细节已用于表征海洋结构中的多轴疲劳响应;然而,这些测试的成本通常过高。对多轴疲劳文献进行了审查,以确定可用于预测多轴疲劳响应的分析技术。确定并总结了各种方法。参考了支持文献。在可用的情况下介绍了多轴方法的可靠性(偏差和散度)。确定了影响多轴疲劳响应的各种因素。以焊接细节为例,展示了如何从单轴疲劳测试数据中获得多轴疲劳寿命预测。最后,建议进行研究以促进多轴疲劳研究向海洋结构的技术转移。
与焊接海洋结构相关的环境载荷和结构几何形状通常会产生多轴应力。大型焊接细节已用于表征海洋结构中的多轴疲劳响应;然而,这些测试的成本通常过高。对多轴疲劳文献进行了审查,以确定可用于预测多轴疲劳响应的分析技术。确定并总结了各种方法。参考了支持文献。在可用的情况下介绍了多轴方法的可靠性(偏差和散度)。确定了影响多轴疲劳响应的各种因素。以焊接细节为例,展示了如何从单轴疲劳测试数据中获得多轴疲劳寿命预测。最后,建议进行研究以促进多轴疲劳研究向海洋结构的技术转移。
与焊接海洋结构相关的环境载荷和结构几何形状通常会产生多轴应力。大型焊接细节已用于表征海洋结构中的多轴疲劳响应;然而,这些测试的成本通常过高。对多轴疲劳文献进行了审查,以确定可用于预测多轴疲劳响应的分析技术。确定并总结了各种方法。参考了支持文献。在可用的情况下介绍了多轴方法的可靠性(偏差和散度)。确定了影响多轴疲劳响应的各种因素。以焊接细节为例,展示了如何从单轴疲劳测试数据中获得多轴疲劳寿命预测。最后,建议进行研究以促进多轴疲劳研究向海洋结构的技术转移。
在500–600°C下具有优异比强度的轻质高强度钛合金不仅用于飞机的结构构件、紧固件和发动机部件,还用于汽车发动机部件和/或排气系统,根据其使用情况,需要具有强度、疲劳强度、断裂韧性、抗蠕变和抗氧化等各种性能。主要在飞机领域研究了微观结构、织构、化学成分等对钛合金疲劳性能的影响,通过引入故障安全和损伤容限设计,提高了可靠性。1–3) 最近,正在进行如下所述的停留疲劳研究和利用集成计算材料工程(ICME)一致预测其疲劳寿命的研究和开发。4) 在日本,除了飞机之外,还开发了汽车、消费品(例如高尔夫球杆头)和医疗设备的应用。因此,除了对钛合金的疲劳、裂纹扩展和断裂韧性的基础研究之外,5、6)还进行了大量针对各自用途所需性能的研究。
与焊接海洋结构相关的环境载荷和结构几何形状通常会产生多轴应力。大型焊接细节已用于表征海洋结构中的多轴疲劳响应;然而,这些测试的成本通常过高。对多轴疲劳文献进行了审查,以确定可用于预测多轴疲劳响应的分析技术。确定并总结了各种方法。参考了支持文献。在可用的情况下介绍了多轴方法的可靠性(偏差和散度)。确定了影响多轴疲劳响应的各种因素。以焊接细节为例,展示如何从单轴疲劳试验数据中获得多轴疲劳寿命预测。最后,建议开展研究以促进多轴疲劳研究向海洋结构的技术转移。
钛合金在500~600℃的高温下具有高强度,可用于飞机的结构件、紧固件和发动机部件,此外还用于汽车发动机部件和/或排气系统,根据其使用情况,需要具有强度、疲劳强度、断裂韧性、抗蠕变性和抗氧化性等各种性能。钛合金的微观结构、织构、化学成分等对疲劳性能的影响主要在飞机领域进行研究,通过引入故障安全和损伤容限设计,提高了可靠性。1-3) 最近,正在进行如下所述的停留疲劳研究以及利用集成计算材料工程(ICME)来一致预测其疲劳寿命的研究和开发。4)日本除了飞机之外,还开发了汽车、消费品(例如高尔夫球杆头)和医疗设备的应用。因此,除了对钛合金的疲劳、裂纹扩展和断裂韧性的基础研究外,5,6)还进行了大量与各自用途所需的性能相关的研究。
* 通讯地址:Chola Elangeswaran,鲁汶天主教大学,机械工程系,Celestijnenlaan 300,3001 鲁汶,比利时。电子邮件:chola.elangeswaran@kuleuven.be URL:www.set.kuleuven.be/am
致谢 iv 概要 v 目录 viii 表格列表 xi 图表列表 xiii 名词术语 xvi 引言 1 2. 文献综述 5 2.1 抗疲劳设计 5 2.2 应变控制疲劳试验程序 7 2.2.1 历史和理论 7 2.2.2 带钢的应变控制疲劳 14 2.3 制造变量对疲劳性能的影响 15 2.3.1 成分 15 2.3.2 取样位置 17 2.3.3 带钢厚度 17 2.3.4 疲劳性能的各向异性 18 2.3.5 总结及在实验项目中的应用 18 2.4 一般材料性能与疲劳性能之间的关系疲劳性能 19 2.4.1 硬度和抗拉强度性能之间的关系。 19 2.4.2 循环应力-应变性能与抗拉强度性能和硬度之间的关系 20 2.4.3 循环应变-寿命性能与单调抗拉性能和硬度之间的关系 24 2.4.4 微观结构的影响 39 2.5 结论 39 3. 实验设计、材料、技术和结果 41 3.1 实验设计 41 3.1.1 多种钢材的疲劳性能表征 41 3.1.2 制造变量对疲劳响应的影响 42 3.1.3 钢材性能对疲劳响应的影响 45 3.2 材料; 45 3.2.1 钢材的来源和取样 45 3.2.2 钢材的描述 46 3.3 疲劳试验 49 3.3.1 方法 49 3.3.2 结果 53 3.3 微观结构和硬度 55 3.4.1 方法 55 3.4.2
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