断裂机理

摘要： 通过新设计的铝合金热冲压装置进行AA6082-T4铝合金热冲压研究。研究的工艺参数包括成形温度、冲压速度、摩擦系数和压边力。通过Taguchi实验设计、方差分析和数理统计相结合的方法量化了工艺参数对成形性的影响程度。采用有限元软件Pamstamp建立了仿真模型,用来分析工艺参数对最小厚度和厚度均匀性的影响。通过分析可知,压边力和摩擦系数对零件厚度最小值的影响最显著,影响程度分别为35.3%和34.88%。冲压速度和压边力对厚度均匀性的影响最显著,影响程度分别为40.43%和35.42%。当压边力超过2.4 kN时,在热冲压零件凸模圆角处会产生严重的减薄。随着冲压速度的增加,热冲压零件的厚度均匀性先下降后上升。板料与凸模之间过低的摩擦系数会导致杯形件底部中心发生破裂。同时研究了铝合金热冲压零件的缺陷,比如破裂和起皱的种类、现象和机理。断裂形式主要为以韧窝为主的韧性断裂,主要由微孔洞形核,长大和聚合导致。

摘要： 陶瓷材料动态力学性能与微观断裂机制研究,对冲击加载下材料的损伤机理认识至关重要。针对Al_(2)O_(3)/SiC复合陶瓷,采用分离式霍普金森压杆装置完成对试样的一维应力波加载,回收破碎试样颗粒并进行扫描电子显微镜分析。结果表明:一维应力波加载试验实现了对试样的均匀加载,且随着应变率的增加,Al_(2)O_(3)/SiC复合陶瓷的强度逐渐增大,具有正相关的应变率敏感性;受材料微观结构控制,Al_(2)O_(3)/SiC复合陶瓷的强度与致密化较高的Al_(2)O_(3)陶瓷(AD995、AD999等)强度较接近,强度随应变率变化趋势介于AD95陶瓷和致密化较高陶瓷之间;试样边侧受稀疏波的影响,存在大量沿晶断裂和少量穿晶断裂模式,且在穿晶断裂区域出现了剪应力引起的滑移线;试样内部碎片断裂表面较为光滑,更多的是穿晶断裂区域,只含有少量剪切滑移线,且在断裂核心区域的周围晶粒上并不存在微观解理断裂特征。

摘要： 以聚酰胺6(PA6)、聚碳酸酯(PC)及其复合材料为基材,通过熔融挤出法制备了一系列激光直接成型(LDS)合金材料,研究了其热性能、耐溶剂性、力学性能及断裂机理,并验证了其用于手机结构件制造时的可靠性和安全性。结果表明,LDS合金材料具有特殊的热性能和流变行为,PA6组分有利于提高合金的耐溶剂性,PC组分有利于提高材料的耐热性;随着PA6含量的增加,LDS合金的缺口冲击强度、断裂伸长率、拉伸强度和模量、弯曲强度和模量均先减小后增大;纯PC基合金材料的断裂形式为韧性断裂,断裂机理为材料受外力作用形成剪切带和网络结构化,纯PA6基及PA6/PC基LDS合金材料的断裂形式为脆性断裂,以两相分散形成"海-岛"结构、剪切破坏引发产生银纹以及产生空穴化效应为主要断裂机理;LDS合金具有优良的激光活化与化学镀功能,铜镍金属镀层可靠性、安全性高,可用于立体结构器件电路制造。

摘要： 编织绳在外载荷作用下,绳股与绳股之间、绳丝与绳丝之间由于摩擦接触作用而产生应变并传递应力。当编织绳受到载荷作用而失效时,必然是从最小单元绳丝断裂开始。绳丝断裂过程中的形变阻力除了受载荷作用影响外,绳丝间的摩擦接触状态对其也有很大的影响。基于摩擦学机理,笔者提出了一种模拟编织绳绳丝间摩擦接触状态的试验方法,并自主研制了试验装置。该试验装置为软材料试样切割性能测试提供了一种切实可行的测试方法,为阐明绳丝间摩擦接触对编织绳断裂失效的作用机理提供了有力的试验数据。

摘要： 为了研究不同腐蚀条件下2024铝合金的疲劳性能,首先设计搭建原位腐蚀疲劳平台,然后分别进行无腐蚀疲劳、预腐蚀疲劳和原位腐蚀疲劳实验,分析不同腐蚀疲劳条件下2024铝合金的疲劳断裂行为,最后利用扫描电镜(SEM)表征宏、微观断口特征,探究失效机理。结果表明:相同腐蚀环境和时间下,预腐蚀和原位腐蚀疲劳寿命分别为无腐蚀疲劳寿命的92%和42%;在原位腐蚀疲劳条件下,滑移带挤入、挤出导致表面粗糙度增加,吸附较多腐蚀介质,加剧蚀坑演化,易于裂纹萌生并形成多个裂纹源。裂纹的连通形成更大尺寸的损伤,并在材料内部快速扩展。预腐蚀和原位腐蚀疲劳试件断口观察到大量脆性疲劳条带,并且原位腐蚀疲劳条带平均间距约为无腐蚀疲劳条带间距的2倍,说明原位腐蚀疲劳条件下裂纹扩展速率更快。

摘要： 浮力材料作为深海装置中一种重要的配重材料,能够对水下作业的设备起到浮力补偿的作用。固体浮力材料因密度低、强度高、吸水率低等特性近年来在深海测量、石油勘测、深海开发等领域受到广泛关注。本文首先简述了固体浮力材料及其应用背景,围绕其分类主要阐述了化学泡沫材料和复合泡沫材料的特点,并基于未来发展方向和应用前景,重点介绍了复合泡沫材料。以复合泡沫类型的固体浮力材料为核心,根据其基本组成,分别介绍了金属基、陶瓷基、树脂基及其他类型复合泡沫材料,综述了其组成、表界面微结构、外界加载速率等影响因素对物理性能、力学性能的影响规律,借助扫描断层显微技术和有限元方法分析破坏模式,揭示材料在不同加载速率下的力学行为和失效机理。本文在提高复合泡沫材料整体力学性能及先进实验表征方法方面提出展望:可通过修饰填料和树脂基体官能团的方法或加入第二增强相,提高材料整体力学性能;借助μ-CT和扫描电子显微镜,表征材料微观结构,揭示破坏机理。

摘要： 针对B390铝合金压铸拨叉重要工作部位容易磨损的问题,对其叉口和拨口等不同位置的微观组织、显微硬度、拉伸性能等进行了研究,分析了微观结构对力学性能和断裂行为的影响机理。结果发现:该合金压铸拨叉不同位置的显微组织均由初生Si相和α-Al+Si共晶体组成,但拨口处的组织粗大。另外,硬度测试发现拨口处显微硬度最高,为180 HV,但拉伸强度和延伸率比其他位置低,仅为170.5 MPa和0.72%。

摘要： 采用分子动力学方法研究了拉伸加载下HMX基PBX界面力学行为的应变率依赖性。模拟结果显示,PBX的拉伸强度和弹性模量随着应变率的增加而增大。HMX-F2311的断裂方式与应变率相关:初始应变主要集中于黏结剂F2311,在低应变率下形成了一条大致垂直于加载方向的主裂纹;随着拉伸应变率的增加,破坏路径将分布在整个模型上;PBX的断裂失效是由于黏结剂F2311的脱粘。在单轴拉伸加载过程中,HMX-F2311的势能随拉伸应变率的增加而迅速增大,尤其在高应变率拉伸加载下,范德华力相互作用对势能的演变起到了决定性作用。分子动力学模拟揭示了应变率对HMX-F2311界面微观结构、力学行为和断裂损伤机制的影响,对PBX的设计、制备和安全使用具有重要意义。

摘要： 在变工况条件下,炼钢厂转炉在运行过程中支承螺栓容易发生断裂,针对这一问题,以某钢厂130 t转炉为例,对不同工况下炼钢转炉支承螺栓的断裂机理进行了研究。首先,推导了转炉的倾动力矩方程,采用MATLAB计算不同倾动角度下转炉倾动力矩,得到了倾动力矩曲线,从而准确计算出了不同工况下支承螺栓的载荷;然后,采用有限元方法对支承螺栓进行了建模,对最大受力情况下的支承螺栓及其销轴进行了力学分析;最后,对支承螺栓结构进行了优化改进,并对优化后的支承螺栓进行了性能验算。研究结果表明:转炉在旋转至65°时,支承螺栓的受载最大,出钢口对侧螺栓过度圆弧处最大等效应力接近材料屈服强度极限;所采用分析方法可为后续定量增大支承螺栓安全系数提供依据,以确保转炉在不做较大结构修改前提下的安全运转。

摘要： 随着中国铁路的快速发展,钢轨的服役寿命对于降低铁路运行成本、提升运营安全显得日益重要。以高速铁路常用的U71Mn钢轨材料为对象,研究其存在疲劳裂纹时不同初始应力强度因子条件下的振动疲劳寿命并分析其破坏机理。结果表明:不同初始应力强度因子对于U71Mn钢轨的振动疲劳寿命影响较大;振动疲劳裂纹在U71Mn钢轨当中的扩展机理与静态疲劳也有所区别。在疲劳瞬断区,振动疲劳断口河流花样更密集,韧窝更大更深;在疲劳裂纹扩展区,初始应力强度因子较大时低周疲劳损伤机制占主导,初始应力强度因子较小时则高周疲劳损伤机制占主导。

摘要： 服役钢结构的表面往往存在不同形状的点蚀坑.本文对带有表面锈坑的钢板断裂机理进行数值研究.研究表明,表面锈坑会大大降低模型的断裂位移,使其断裂性能发生严重退化;断裂位移的退化程度和锈坑的深径比有关,深径比越大,即表面锈坑越尖锐,模型的断裂性能退化越严重.表面无锈坑的模型,断裂起始于模型的中心;表面带有点蚀坑的模型,断裂起始位置由模型中心转移到模型的表面.表面锈坑会使模型的应力三轴和等效塑性应变均产生一定程度的增大,因此加快了材料内部空穴的扩张,大大降低了模型的断裂位移.

摘要： HX型机车、车辆装用克诺尔车辆设备(苏州)有限公司生产的制动夹钳锁定弹簧(以下简称卡簧)发生断裂,闸片锁定块将外移失效,直接导致闸片脱落.脱落的闸片在列车高速运行条件下,掉入道床或人员密集处所,不仅使车轮本身失去制动力、击伤车底部配件,还将直接威胁行车和人身安全.本文结合HXD1C0731机车前期发生的制动夹钳卡簧断裂案例进行了分析、做了大量的现场调查研究,重点介绍了卡簧断裂失效机理及防治措施,对防止发生类似问题意义重大.

摘要： 纳米晶体材料由于其特殊的微观结构使得其具有常规粗晶材料所不具备的一系列优异的力学性能,如较高的屈服强度、硬度及良好的耐磨性能.然而其特殊的微观结构和变形机理也使得材料内部的损伤演化过程与常规粗晶材料有很大不同.本文在充分理解常规粗晶材料中损伤演化过程以及纳米晶体材料变形机理的基础上以铜基纳米晶镍涂层为研究对象,在室温下对涂层进行了拉伸力学性能测试及划痕测试,利用3D数字图像相关法及场发射扫描电镜分析了纳米晶镍涂层试样拉伸过程中涂层的断裂机理及涂层和基体界面失效的情况.研究结果表明:随应变率的增加,试样的延伸率和强度增大.纳米晶镍涂层的断裂主要是由于纳米晶镍涂层中位于界面附近的纳米尺度的晶界裂纹的萌生,并沿着晶界不断地向涂层表面扩展引起的.此外,通过划痕测试得到了纳米晶镍涂层和基体发生失效时的临界应力及失效方式.

摘要： 低周疲劳性能是反映钢桥结构抗震性能的一个重要指标.为了研究钢桥常用的Q345qC钢材及其焊接接头的低周疲劳性能并建立其寿命预测曲线,对母材及焊接试样在总应变范围2.0％～5.0％进行了低周疲劳试验;通过断口电镜扫描分析了母材及焊接接头的微观断裂机理.结果表明,同一应变水平下焊接接头的疲劳寿命不超过母材的50％,且焊接接头疲劳寿命的离散性更显著;母材的循环响应特征表现为循环稳定,而焊接接头出现显著的循环软化;母材和焊接接头稳定循环状态的耗能能力基本相同;Coffin-Manson公式在本试验的应变范围内对疲劳寿命具有良好的预测精度;焊接缺陷容易引起焊接接头疲劳裂纹的萌生,从而导致疲劳寿命比母材显著降低.

摘要： 通过拉伸试验和拉-拉疲劳试验,研究了Co基非晶合金纤维的拉伸性能和低周疲劳性能,观察了非晶合金纤维的拉伸断口形貌和疲劳断口形貌,探讨了非晶合金纤维在疲劳载荷下的断裂机理.结果表明;非晶合金纤维拉伸断裂和疲劳断裂的形式均为剪切断裂,断面与纤维轴的角度为40.～45.,断面横截面分为脉状纹路区和平滑区;在拉伸试验过程中,非晶合金纤维中的剪切变形造成了应变的高度局部化,纤维沿单一剪切带发生剪切断裂;在拉-拉疲劳试验过程中,非晶合金纤维中形成多条剪切带,裂纹沿剪切带扩展,最终形成疲劳断口.

摘要： 某电厂辅助冷却水系统电动滤水器法兰螺栓发生断裂,初步分析推断该螺栓断裂主要是由于螺栓品质问题,以及运行期间松动引发的振动疲劳所致.通过对此螺栓断裂机理的初步分析,提出了此类螺栓断裂的预防措施,希望能对电厂的安全运行起到积极的作用.

摘要： 研究了DD6单晶高温合金的室温振动疲劳特性及疲劳寿命,利用体式显微镜、X射线趋向测定仪、扫描电镜对疲劳断口进行微观分析.结果表明:采用升降图法得到了DD6单晶高温合金的光滑振动疲劳强度为337.5MPa,相当于DD6单晶高温合金室温屈服强度36％.振动疲劳裂纹起源于U型弯的一侧,源区呈现滑移台阶等塑性变形特征,断面由若干个不同角度的[111]晶体学扩展大平面组成,微观为河流或羽毛状的解理花样.

摘要： 简述冲压生产过程中整线紧急停止,2#压机急停和2#V-feeder急停不同步,停止角度超差,导致2#V-Feeder横臂与压机干涉的原因.

摘要： 简述冲压生产过程中整线紧急停止,2#压机急停和2#V-feeder急停不同步,停止角度超差,导致2#V-Feeder横臂与压机干涉的原因.

摘要： 简述冲压生产过程中整线紧急停止,2#压机急停和2#V-feeder急停不同步,停止角度超差,导致2#V-Feeder横臂与压机干涉的原因.

摘要： 本发明涉及一种断裂带原油稠化机理实验模拟系统及实验方法，包括由连接子系统连接的模拟子系统和注入子系统，所述的模拟子系统包括固定支架与模拟仪，模拟仪由两根透明玻璃管斜交而成，长玻璃管模拟断裂带，短玻璃管模拟储层，固定支架呈圆盘状，模拟仪固定在支架上，可随支架旋转，以改变断裂带和储层的倾角；注入子系统由两个呈柱状的玻璃筒组成，一个盛模拟地层水，另一个盛原油，盛模拟地层水的玻璃筒通过连接子系统与短玻璃管的注水口连接，盛原油的玻璃筒通过连接子系统与长玻璃管的注油口连接。本模拟系统和方法可以揭示原油在断裂带中的运移过程及其稠化控制因素。

摘要： 本发明提供一种用于被组装到曲轴上的贯通孔部分被断裂分离成近半圆的连杆的制造所适合的、断裂分离性优异的轧制材。满足规定的成分，在观察棒状轧制材的相对于纵长方向的平行截面的D/4部(D是轧制材的直径)时，硫化物系夹杂物的平均长宽比为10.0以下，并且，由下式(1)表示的Pc为0.41～0.75，并且，由下式(2)表示的Veq为0.18质量％以上。Pc＝C/(1-α/100)…(1)，(式(1)中，C表示钢中碳含量(质量％)，α表示铁素体分率(面积％))，Veq＝V+Ti/2+Si/20…(2)，(式(2)中，V、Ti、Si表示钢中的各元素的含量(质量％))。

摘要： 提供一种能够预测超高强度的钢材的断裂的断裂判定装置。一种断裂判定装置(1)，具有：基准成形极限值生成部(22)，其基于基准成形极限值信息来生成作为成为基准的单元尺寸的基准单元尺寸下的基准成形极限值；对象成形极限值生成部(23)，其使用钢材的抗拉强度，来变更基准成形极限值，预测单元尺寸下的成形极限值，从而生成对象成形极限值；模拟执行部(24)，其使用输入信息来执行变形模拟，输出包含各单元的应变的变形信息；主应变确定部(25)，其确定变形信息中所包含的各单元的最大主应变以及最小主应变；以及，断裂判定部(26)，其基于所确定的各单元的最大主应变以及最小主应变和对象成形极限值，来判定解析模型中的各单元是否断裂。

摘要： 本发明的断裂预测方法是使用有限元法对由相互接合的一对部件构成的解析对象物中的接合部的断裂进行预测方法，具有：第1工序，在上述解析对象物的要素模型中所设定的参数之中，至少取得母材部的要素尺寸；第2工序，计算断裂极限力矩作为断裂判别基准，该断裂极限力矩由包括上述母材部的要素尺寸作为变量之一的函数所定义；以及第3工序，判别在上述解析对象物的要素模型的变形解析中施加到上述接合部的力矩是否超过了上述断裂极限力矩，并将该判别结果作为上述接合部的断裂预测结果输出。

摘要： 装置、系统、和方法，可用于在辐射能与地质地层交互后接收辐射能作为散射能，其中在用于将散射能转换为接收到的信号的地下多通道传感器阵列处接收到散射能，且其中所接收到的信号由弹性能的地下源所提供；并且用于通过将所接收到的信号干涉测量比较作为在传感器阵列中的一些传感器的弹性信号和/或电磁信号、或者通过将所接收到的信号时间反演传播作为在地质地层的体积的数字模型中的弹性信号和/或电磁信号，来标识地质地层中的不连续特征。还公开了附加装置、系统、和方法。

摘要： 本发明涉及一种断裂带原油稠化机理实验模拟系统及实验方法，包括由连接子系统连接的模拟子系统和注入子系统，所述的模拟子系统包括固定支架与模拟仪，模拟仪由两根透明玻璃管斜交而成，长玻璃管模拟断裂带，短玻璃管模拟储层，固定支架呈圆盘状，模拟仪固定在支架上，可随支架旋转，以改变断裂带和储层的倾角；注入子系统由两个呈柱状的玻璃筒组成，一个盛模拟地层水，另一个盛原油，盛模拟地层水的玻璃筒通过连接子系统与短玻璃管的注水口连接，盛原油的玻璃筒通过连接子系统与长玻璃管的注油口连接。本模拟系统和方法可以揭示原油在断裂带中的运移过程及其稠化控制因素。

摘要： 本发明提供一种用于被组装到曲轴上的贯通孔部分被断裂分离成近半圆的连杆的制造所适合的、断裂分离性优异的轧制材。满足规定的成分，在观察棒状轧制材的相对于纵长方向的平行截面的D/4部(D是轧制材的直径)时，硫化物系夹杂物的平均长宽比为10.0以下，并且，由下式(1)表示的Pc为0.41～0.75，并且，由下式(2)表示的Veq为0.18质量％以上。Pc＝C/(1－α/100)…(1)，(式(1)中，C表示钢中碳含量(质量％)，α表示铁素体分率(面积％))，Veq＝V+Ti/2+Si/20…(2)，(式(2)中，V、Ti、Si表示钢中的各元素的含量(质量％))。

摘要： 作为嵌插于金属制部件、连杆(B)的贯通孔(5a)的对开式的芯轴(27)，使用抵接于位于刚性低的一侧的贯通孔的侧面且与贯通孔的直径对应的半圆形的第一芯轴构件(27a)以及抵接于位于刚性高的一侧的贯通孔的侧面且直径尺寸小于第一芯轴构件的半圆形的第二芯轴构件(27b)，在断裂时进行使刚性接近各向同性的校正，使在金属制部件、连杆产生的龟裂沿目标断裂面(α)进展。

摘要： 提供一种能够预测超高强度的钢材的断裂的断裂判定装置。一种断裂判定装置(1)，具有：基准成形极限值生成部(22)，其基于基准成形极限值信息来生成作为成为基准的单元尺寸的基准单元尺寸下的基准成形极限值；对象成形极限值生成部(23)，其使用钢材的抗拉强度，来变更基准成形极限值，预测单元尺寸下的成形极限值，从而生成对象成形极限值；模拟执行部(24)，其使用输入信息来执行变形模拟，输出包含各单元的应变的变形信息；主应变确定部(25)，其确定变形信息中所包含的各单元的最大主应变以及最小主应变；以及，断裂判定部(26)，其基于所确定的各单元的最大主应变以及最小主应变和对象成形极限值，来判定解析模型中的各单元是否断裂。

摘要： 本实用新型公开了一种富水充填型断裂破碎带突水突泥机理试验装置，包括试验装置主体、信息监测装置、信息采集装置和压力加载装置，所述试验装置主体包括液压缸、上盖板、压板和箱体，液压缸安装在上盖板的顶面上，上盖板安装在箱体上端，上盖板上设有注水口以及供液压缸活塞伸出的孔，上盖板的底面上固定连接有导向柱，压板可上下滑动地套在导向柱上并与伸出上盖板的液压缸活塞的下端固定连接，压板上设有多个供水通过的通孔；充填介质分层装在箱体中，箱体的侧壁上设有开挖口，开挖口处连接有具有开挖通道及端口密封盖的开挖头，箱体的底部设有排水口。本实用新型操作简单，密封性好，可用于开挖与未开挖多种富水充填型断裂构造突水突泥试验。