一、Zr-4合金薄片材料的应变疲劳与寿命估算（论文文献综述）
段恒[1]（2020）在《7050-T6铝合金低周疲劳与单轴棘轮行为研究》文中研究指明铝合金由于其密度较其它金属（例如:铁,铜等）材料小、耐腐蚀性能强、易加工、比强度高、抗疲劳能力较强等诸多优点,因此在航空航天、船舶和高速交通等领域使用广泛。但是,铝合金工程构件在服役的过程中会受到各种各样的载荷,特别是受到非对称应力循环载荷的影响。从而产生棘轮效应,导致构件的提前失效破坏。因此,在对航空航天,船舶等设计过程中,必须考虑棘轮应变的影响。本文通过对7050-T6铝合金的疲劳性能的研究,对其低周应变疲劳和棘轮效应的失效机理进行讨论。研究结果主要包含:（1）通过对7050-T6商业铝合金的金相组织观察,结果表明:7050-T6商业铝合金中有大小和数目都不同的黑色粒状物质。这些黑色的粒状物质称为第二相Mg Zn2,第二相一般会分布在晶界或者晶体内部。这些第二相聚集在晶界处,阻碍了位错的移动。其次对7050-T6商业铝合金进行单轴静力拉伸试验,获得了7050-T6的基本的力学性能。不同应变速率的静力拉伸结果表明材料为速率无关型材料。（2）对7050-T6商业铝合金进行低周应变疲劳实验。结果表明:室温下材料的循环特性表现为循环软化特性。通过拟合Hollomon公式和Manson-Coffin公式分别获得了循环强度系数、循环强度指数和疲劳强度系数、疲劳强度指数。使用三种不同的低周疲劳寿命预测公式,进行疲劳寿命预测。预测结果表明:在预测7050-T6商业铝合金低周疲劳寿命时,三参数幂函数模型比Manson-Coffin和拉伸滞后能模型预测更为准确。（3）设计7050-T6商业铝合金的非对称应力循环实验,分别讨论了平均应力、应力幅、应力速率和应力比对棘轮应变的影响。结果表明:在室温下,棘轮应变随着平均应力和应力幅的增加而增加。疲劳寿命随着平均应力和应力幅的增加而减小。应力速率对棘轮应变影响不明显,这是由于材料为速率无关型材料;但是,应力速率的增加会导致疲劳寿命的增加。应力比在-0.8到-0.2变化过程中,棘轮应变先减小后增加。最后提出了一个使用与高平均应力和低应力幅下的疲劳寿命预测模型,该模型具有较好的寿命预测精度。（4）通过对低周应变疲劳和单轴棘轮实验试件的疲劳断口进行失效分析。结果表明:低周应变疲劳的裂纹源起于表明,通过不断扩展形成微裂纹,最终导致材料的破坏。而非对称应力循环实验试件破坏起源于试件内部,因为在非对称应力循环过程中,产生了塑性应变的积累,导致疲劳断口内部有大量的二次裂纹和孔洞。
陈俊峰[2]（2019）在《Inconel 690传热管疲劳断裂性能研究》文中指出蒸汽发生器传热管是核电站一回路压力边界的重要组成部分,其结构完整性对核电站安全运行至关重要。目前,蒸汽发生器传热管广泛采用Inconel 690合金和Incoloy 800合金,对于这些合金在材料疲劳断裂性能和耐腐蚀性能等方面已经得到了大量深入研究,但对于成型后传热管结构的疲劳断裂性能研究相对较少。因此,开展相应的研究对690传热管疲劳设计和结构完整性评估具有重要的理论价值和工程意义。本文针对传热管结构的疲劳断裂性能,设计了2种690合金缺口管试样,进行了缺口构件疲劳寿命试验和疲劳裂纹扩展试验,主要研究内容和结论如下:（1）若直接采用薄壁管进行疲劳试验,试样夹持位置会因应力集中较大而发生裂纹萌生,无法获取有效的疲劳寿命。因此,采用开孔削弱的方法确保裂纹萌生位置,设计了透壁圆孔缺口管试样。使用该试样进行了疲劳寿命试验,在循环加载的初始阶段,材料存在一个明显的循环硬化现象。疲劳断口形貌分析显示,疲劳裂纹在开孔边缘位置启裂,先穿透壁厚再沿环向扩展。采用Neuber近似解法计算圆孔缺口的局部应力应变,预测了管结构的等效疲劳寿命,疲劳寿命试验结果与预测值吻合的比较好。说明缺口管试样可以得到有效的疲劳寿命数据,同时也表明采用局部应力应变法估算管结构等效疲劳寿命的方法是切实可行的。690传热管等效疲劳寿命高于奥氏体不锈钢和镍基合金疲劳寿命曲线,该国产Inconel 690传热管具有较好的疲劳性能。（2）疲劳裂纹扩展试验需要计算试样裂纹应力强度因子,通过比较不同透壁裂纹圆筒应力强度因子公式解的几何形状系数,只有在短裂纹（θ/π≤0.3）和厚壁圆筒（Rm/t≤10）的情况下各公式之间的偏差才可以忽略不计。因此,本文采用有限元方法计算试样的应力强度因子（SIF）。建立不同裂纹长度的模型,计算了单向拉伸载荷下含环向透壁裂纹管的SIF。模拟得到的SIF与部分公式解吻合得很好,验证了有限元模型以及边界条件的正确性。拟合得到了传热管试样SIF的几何形状系数多项式和裂纹长度关于裂嘴张口位移柔度的多项式。（3）使用环向透壁裂纹管试样进行了疲劳裂纹扩展试验,试验载荷位移关系与有限元模拟结果比较吻合,验证了模拟得到的6阶拟合多项式的正确性。根据有限元分析拟合得到的多项式计算了不同应力比R和平均应力条件下的裂纹扩展速率（CGR）。相同的最大名义应力条件下,应力比越大690传热管试样CGR越小;相同的应力比条件下,平均应力越大690传热管试样CGR越大。使用690合金ANL叠加模型预测了相同条件下厚壁试样的CGR,经过与管试样试验值的比较,数据点均落在等值线的下方。说明薄壁管试样的裂纹扩展速率更低,试验采用的Inconel 690传热管具有较好的抗疲劳裂纹扩展性能。基于有限元模拟和试验研究本文获得了Inconel 690传热管结构缺口疲劳寿命,验证了采用局部应力应变法估算管结构等效疲劳寿命的可行性。利用有限元分析拟合的裂纹应力强度因子几何形状系数多项式和裂纹长度预测公式,获得了690传热管试样的裂纹扩展速率,分析了不同应力比和平均应力对690传热管CGR的影响。该研究对690传热管的工程应用和结构完整性评估具有较高的价值。
刘勤,蔡力勋,陈辉,尹涛[3]（2019）在《基于漏斗薄片试样的材料低周疲劳性能研究》文中研究表明根据能量等效方法,针对漏斗薄片试样,提出了关联Ramberg—Osgood幂律参数、试样几何参数的载荷—位移半解析统一模型。采用有限元数值模拟,正、反向验证了该模型的有效性。在此基础上,提出了通过漏斗薄片试样低循环试验实现材料低周疲劳性能的预测方法。基于薄片试样低循环试验数据,完成了SS316L, N18及SAPH440三种材料的低周疲劳性能预测,预测结果与标准试样试验结果具有良好的一致性。并利用该方法完成了N18与SAPH在不同温度条件下的低周疲劳性能预测。
尹涛,蔡力勋,陈辉,姚迪[4]（2018）在《TA17合金薄片材料毫小试样疲劳性能研究》文中指出关键工程结构、小尺寸零部件和焊接区的疲劳寿命评估中往往无法采用传统大试样进行疲劳试验,因此本文提出了一种采用毫米级别薄片试样获取材料循环本构关系和低周疲劳寿命的新方法。在Care原位试验机上完成毫米级别薄片漏斗试样的加载工装和低周疲劳试验的基础上,通过变幅对称循环试验和等辐循环试验分别实现了材料循环本构关系和低周疲劳性能的获取。该文提出了一种对不同幂律材料和不同几何尺寸构型均具有良好普适性的材料循环本构关系预测模型,并通过有限元实现了模型准确性的正反向预测验证。将循环本构关系用于有限元计算中,给出了薄片漏斗试样漏斗两侧名义应力、名义应变和漏斗根部真实应力、真实应变的转换方程,进而预测材料的低周疲劳寿命。该文完成了TA17合金等直圆棒试样和1.2 mm厚度薄片漏斗试样的对称变幅循环试验和多级等辐循环试验。由模型预测获得的TA17合金循环本构关系与等直圆棒试样的试验结果比较表明:两种曲线的弹性段和0.009 mm/mm0.011 mm/mm应变段吻合良好,在弹塑性过渡段（0.004 mm/mm0.009 mm/mm）模型预测结果最大相对误差小于9%。根据两组应力和应变转换方程获得的漏斗试样材料代表性体积单元疲劳寿命和Manson-Coffin寿命预测模型与等直圆棒试样试验结果均吻合良好。
尹涛,蔡力勋,陈辉,姚迪[5]（2018）在《基于毫小薄片漏斗试样的材料弹塑性循环应力应变关系测试方法研究》文中认为为获取毫小尺寸试样疲劳性能,针对厚度为0.52.5 mm的薄板材料,该文提出一种应用毫小薄片漏斗试样完成等幅低循环试验的新方法。该方法实现毫小尺寸薄片漏斗试样的设计、加工和加载,提出一种能量分离函数并由此给出毫小薄片漏斗试样循环应力-应变关系的预测模型。针对不同材料完成的有限元分析表明,该模型对不同几何尺寸和不同幂律材料具有良好普适性。以316 L不锈钢为例,完成等直圆棒试样和包括厚度为0.7 mm的6种不同几何尺寸小尺寸薄片漏斗试样的变幅应变对称循环试验,结果表明:基于漏斗薄片小试样的载荷-位移稳定试验曲线,新方法预测的材料循环应力-应变关系与传统等直圆棒试样的试验结果吻合良好。
尹涛,蔡力勋,陈辉,姚迪[6]（2018）在《基于毫小薄片试样获取材料应变疲劳性能的测试方法》文中研究指明通过现行试验标准难以获取小尺寸的薄片、零部件、薄壁管、焊缝区材料的低周疲劳性能。提出一种基于漏斗薄片毫小试样的应变疲劳试验方法:结合应变能分离函数假设,给出毫小薄片试样获取材料循环应力应变关系的预测模型;借助循环应力应变关系,采用有限元得到毫小薄片试样跨漏斗名义应变幅与漏斗根部真实应变幅之间以及平均应力幅与漏斗根部真实应力幅之间的转换方程,从而给出了基于漏斗薄片小试样的材料代表性体积单元（Representative-volume-element,RVE）疲劳寿命曲线并给出Manson-Coffin寿命模型参数。针对不同材料的有限元验证表明,基于应变能分离函数的材料循环应力应变关系预测模型对不同几何尺寸自相似试样和不同幂律材料均具有良好普适性。完成了316L不锈钢等直圆棒试样和厚度为0.7 mm毫小薄片试样的应变对称变幅低循环试验和多级等幅低循环试验,结果表明,通过新方法预测的薄片材料循环应力应变关系和等直圆棒试样试验结果一致,通过毫小薄片试样获得的疲劳寿命曲线与等直圆棒试样试验结果亦吻合良好。
尹涛[7]（2017）在《毫小试样低周疲劳试验方法与应用》文中指出尺寸为毫米级的小试样（毫小试样）疲劳性能的获取对服役结构和小尺寸零部件的安全寿命评估具有重要意义。随着核电、风电、航空航天、深海潜艇、高速铁路、新能源汽车、生物修复和人工智能等领域的不断发展,新材料的不断发明与应用,服役环境的复杂多样,对材料和结构的疲劳测试研究提出了更苛刻的要求。当薄板、焊缝材料、薄壁管材、服役结构的微损取样和小尺寸零部件用材的疲劳性能无法采用传统大尺寸试样进行测试获取时,发展基于毫米级尺寸非标准试样的材料力学性能测试方法具有重要学术价值和工程应用背景。本文主要完成了如下工作:（1）对毫小尺寸薄片材料、零部件和微损取材设计了满足低周疲劳等幅对称循环拉压受力特点的新型毫小薄片漏斗试样。对于试样尺寸的小型化而导致难以夹持的问题,设计了用于不同尺寸毫小薄片漏斗试样的夹持方式和试验方案,从而实现了毫小薄片漏斗试样的低周疲劳试验。（2）提出了一套基于能量理论用于直接求解幂率材料低循环应力-应变关系的预测模型 UPCCR（Universal prediction model of cyclic constitutive relationship）。基于断裂和疲劳分析中常用的Ramberg-Osgood应力-应变关系方程,对具有较好幂率硬化特征材料试样在假定加载中的应变能可以采用分离方程表达,提出了毫小薄片漏斗试样变形域内的弹性应变能和塑性应变能分离函数,根据功能原理和卡氏定理分别得到应力-应变关系弹性参量和塑性参量到弹性变形、塑性变形与载荷之间的关系表达式。采用有限元辅助计算,标定出模型待定参量,建立起对不同几何尺寸和不同幂律材料均具有良好普适性的预测模型,并通过有限元正反向验证进行了预测精度分析。（3）基于毫小薄片漏斗试样疲劳寿命等效原理,通过有限元弹塑性计算提出针对多数金属均满足的应力幅应变幅转换方程。该方程实现了毫小薄片试样跨漏斗所测控名义应变幅和漏斗根部横截面平均应力幅到漏斗根部真实应变幅和真实应力幅的转换。进而得到获取试样漏斗根部材料代表性单元的真实疲劳寿命和Manson-Conffin寿命预测模型参数的新方法。（4）完成了不同尺寸构型316L不锈钢和TA17钛合金不同尺寸毫小薄片漏斗试样的应变对称变幅低周疲劳试验。基于循环稳定阶段的载荷-位移曲线,应用UPCCR模型预测316L不锈钢和TA17合金毫小薄片试样的循环应力-应变关系和等直圆棒试样试验结果吻合良好。试验验证了UPCCR模型对材料循环应力-应变关系的良好预测精度。（5）完成了316L不锈钢和TA17钛合金毫小薄片漏斗试样和等直圆棒试样的多级等幅低周疲劳试验。基于UPCCR模型预测的两种材料循环应力-应变关系,通过应力幅应变幅转换方程得到316L不锈钢和TA17钛合金薄片试样漏斗根部材料代表性单元的疲劳寿命和Manson-Conffin模型参数。与等直圆棒试样疲劳寿命结果相比,数据点均落在2倍安全线以内,从而说明毫小薄片漏斗试样可以用于材料的疲劳寿命测试。
贾琦,蔡力勋,包陈[8]（2014）在《考虑循环塑性修正的薄片材料低周疲劳试验方法》文中指出对N18锆合金和SAPH440板材采用薄片漏斗试样进行了室温下的等幅低周疲劳试验,基于局部应力、应变相等的疲劳损伤等效原理,建立了用于估算N18和SAPH440材料疲劳寿命的Manson-Coffin模型和循环应力-应变方程。对于符合Masing律的材料,提出了一种获得循环本构关系的新方法,用转子材料B65A-S在300℃高温下的低周疲劳试验进行了验证。通过基于标定循环本构关系的有限元分析,建立了两种材料薄片漏斗试样平均应力到漏斗根部轴向应力、测试应变到漏斗根部轴向应变的转换模型。完成了SAPH440材料等直圆棒试样的低周疲劳试验,证明了采用薄片漏斗试样的低周疲劳测试新方法具有较高的精度。
童第华,陈志伟[9]（2011）在《局部应变法预测飞机结构带孔部件疲劳寿命》文中研究指明介绍了应用Levenberg-M arquardt迭代法计算局部应力和局部应变的工作。Levenberg-M arquardt迭代法是求解超越方程的一种常用数学方法,但是缺点是程序比较复杂,计算效率较低,因此本文目的是找到一种程序实现简单、计算效率高、计算精度满足要求的计算方法,选择了二分法,并且对比分析了二分法和Levenberg-M arquardt迭代法求解局部应变与应变寿命方程的效率和精度,从而得出应用二分法来进行求解是简单并且可以被工程应用的;最后结合某飞机结构一种带孔部件的实例,应用局部应力应变法给出了该部位的寿命预测值,通过和试验寿命值的对比,得出了考虑平均应力修正的应变寿命方程才更符合工程要求。
贾琦[10]（2011）在《异型试样疲劳与断裂性能测试方法研究与应用》文中研究指明随着土木工程、核反应堆、航空航天、生物力学、高速铁路、汽车、大型船舶等工程领域的快速发展,结构设计与安全评价急需大量准确可靠的材料疲劳与断裂性能。然而对于薄板、薄壁短管材料的低周疲劳性能测试以及包括小直径棒材等小尺寸材料的断裂性能测试却难以有效开展。本文主要完成了如下工作：（1）对于符合Masing效应的材料,提出了一种获得循环本构关系的新方法,用转子材料B65A-S在300℃高温下的低周疲劳试验进行了验证。通过基于标定循环本构关系的有限元分析,建立了两种材料薄片漏斗试样平均应力到漏斗根部轴向应力、跨漏斗轴向测试应变到漏斗根部轴向应变的转换模型。对N18锆合金和SAPH440板材采用薄片漏斗试样进行了室温等幅低周疲劳试验,基于疲劳损伤等效原理,建立了用于估算N18和SAPH440材料疲劳寿命的Manson-Coffin模型和循环应力应变方程。并完成了SAPH440材料等直圆棒试样的低周疲劳试验,证明了采用薄片漏斗试样的低周疲劳测试新方法具有较高的精度。（2）研究设计了具有较好对中性的对中夹头,实现了16Mn圆棒试样不同直径和不同裂纹深度下的的断裂韧性测试。基于有限元分析得到了预测裂纹长度的统一柔度公式。探讨了现有相关计算公式的差异,对等价能量法用于环状裂纹圆棒试样进行了研究。采用双引伸计测轴向位移、拍照等面积法计算最终裂纹长度,解决了裂纹扩展偏心所带来的影响。有限元计算证明载荷分离理论对于该试样成立,提出了几何函数G（a/R）的表达式,采用规则化方法处理得到各试样J积分与裂纹扩展量△a的变化曲线。同时用标准SEB试样完成了16Mn材料的断裂韧性测试,结果表明两种方法得到结果接近。（3）从Ramberg-Osgood模型推导出Chaboche本构模型,推导公式用于ANSYS计算中,得到了J积分与裂尖张开位移的关系,发展了一个更精确的考虑材料硬化影响的JIC有效性判定公式。（4）利用自研制高温夹具完成了Zr-1Nb合金和Zr-4合金薄壁短管试样不同温度下的单轴拉伸和375℃下的等幅低周疲劳试验。研究了温度和应变速率对拉伸性能的影响,以及不同温度下材料的循环特性。基于试验数据,给出了两种锆合金的单轴和循环本构关系及M-C寿命估算模型。（5）完成了STM528转子材料室温和300℃下的单调拉伸和等幅低周疲劳试验,以及室温下的疲劳裂纹扩展速率和准静态断裂韧度试验。获得了STM528的单调本构关系及Manson-Coffin寿命估算模型,并得到了STM528材料疲劳裂纹稳定扩展阶段的Paris律及准静态断裂韧度。
二、Zr-4合金薄片材料的应变疲劳与寿命估算（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Zr-4合金薄片材料的应变疲劳与寿命估算（论文提纲范文）
（1）7050-T6铝合金低周疲劳与单轴棘轮行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 7系铝合金概述 |
| 1.1.1 7系铝合金的应用 |
| 1.1.2 7系铝合金的发展 |
| 1.2 热处理工艺 |
| 1.2.1 均匀化退火 |
| 1.2.2 固溶处理 |
| 1.2.3 时效处理 |
| 1.2.4 回归再时效 |
| 1.3 铝合金疲劳研究 |
| 1.3.1 疲劳概述和低周疲劳 |
| 1.3.2 棘轮效应的研究 |
| 1.4 低周疲劳寿命预测方法 |
| 1.4.1 对称循环寿命预测方法 |
| 1.4.2 基于平均应力的疲劳寿命预测 |
| 1.4.3 基于能量和基于应力的疲劳预测模型 |
| 1.5 本文研究的内容和创新 |
| 第二章 实验原理和实验方法 |
| 2.1 实验材料和实验设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 疲劳设备 |
| 2.1.3 金相组织分析原理及操作 |
| 2.1.4 SEM显微组织原理和应用 |
| 2.2 金相组织显微组织 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 低周应变疲劳实验与结果分析 |
| 3.1 静力拉伸 |
| 3.2 完全对称低周疲劳实验结果分析 |
| 3.2.1 循环响应特性 |
| 3.2.2 典型应力—应变滞后环曲线 |
| 3.2.3 低周疲劳滞后环曲线分析 |
| 3.3 循环应变应力关系 |
| 3.4 疲劳寿命预测模型 |
| 3.5 塑性应变能密度 |
| 3.6 低周疲劳寿命预测 |
| 3.6.1 Manson-Coffin公式 |
| 3.6.2 三参数幂函数方程 |
| 3.6.3 拉伸滞后能模型 |
| 3.7 寿命预测公式的评价 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 7050-T6单轴棘轮行为实验与结果分析 |
| 4.1 单轴棘轮实验 |
| 4.2 不同平均应力和应力幅的组合实验及结果分析 |
| 4.2.1 不同平均应力和应力幅的组合实验 |
| 4.2.2 实验结果分析 |
| 4.3 不同应力速率的棘轮实验 |
| 4.4 不同峰值应力与应力比实验方案 |
| 4.5 平均应力模型 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 7050-T6低周疲劳试验试件断口分析 |
| 5.1 疲劳断裂的重要性 |
| 5.2 疲劳裂纹的萌生及扩展 |
| 5.3 低周应变疲劳试件断口分析 |
| 5.4 棘轮试件断裂断口分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文研究内容总结 |
| 6.2 未来的研究方向和展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读学位期间发表论文 |
（2）Inconel 690传热管疲劳断裂性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 Inconel 690合金材料 |
| 1.2.2 非标准薄壁试样疲劳断裂测试 |
| 1.3 薄壁管结构疲劳寿命测试方法 |
| 1.3.1 薄壁管疲劳试样设计 |
| 1.3.2 局部应力应变法 |
| 1.4 疲劳裂纹扩展 |
| 1.4.1 裂纹应力强度因子 |
| 1.4.2 裂纹扩展的描述 |
| 1.4.3 疲劳裂纹扩展试验方法 |
| 1.4.4 含透壁缺陷圆筒应力强度因子解 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 Inconel 690传热管疲劳寿命试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 薄壁管疲劳试验 |
| 2.2.1 Inconel 690传热管 |
| 2.2.2 试样设计 |
| 2.2.3 试验装置与参数设置 |
| 2.3 试验结果与讨论 |
| 2.3.1 疲劳寿命试验结果 |
| 2.3.2 断口形貌观察与分析 |
| 2.4 疲劳寿命分析 |
| 2.4.1 缺口应力应变估计 |
| 2.4.2 传热管等效疲劳寿命 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 Inconel 690传热管断裂参数计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 含透壁缺陷圆筒应力强度因子解 |
| 3.3 管试样应力强度因子与柔度 |
| 3.3.1 有限元模型 |
| 3.3.2 薄壁管试样应力强度因子的计算 |
| 3.3.3 网格敏感性分析 |
| 3.3.4 模拟结果与讨论 |
| 3.3.5 几何形状系数和柔度曲线的拟合 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Inconel 690传热管疲劳裂纹扩展试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试样设计和试验方法 |
| 4.2.1 试样设计 |
| 4.2.2 试验机与试验方法 |
| 4.3 试验结果与讨论 |
| 4.3.1 试验与有限元模拟结果的比较 |
| 4.3.2 裂纹扩展速率试验结果 |
| 4.3.3 分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 学位论文数据集 |
（3）基于漏斗薄片试样的材料低周疲劳性能研究（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 载荷-位移关系统一模型 |
| 1.1 弹性应变能模型 |
| 1.2 塑性应变能模型 |
| 1.3 载荷-位移统一模型 |
| 2 有限元验证 |
| 2.1 正向预测验证 |
| 2.2 反向预测验证 |
| 3 试验验证 |
| 3.1 循环应力-应变关系预测 |
| 3.2 应力幅、应变幅转换公式 |
| 3.3 低周疲劳寿命预测 |
| 4 N18锆合金与SAPH440的疲劳性能 |
| 4.1 循环应力-应变关系预测 |
| 4.2 疲劳寿命预测及比对 |
| 5 结论 |
（5）基于毫小薄片漏斗试样的材料弹塑性循环应力应变关系测试方法研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 研究条件 |
| 1.1 材料、试样及加载装置设计 |
| 1.2 试验设备和加载方法 |
| 1.3 有限元分析 |
| 2 循环应力-应变关系模型 |
| 2.1 基于能量法建立循环应力-应变关系模型 |
| 2.2 循环应力-应变关系模型的有限元验证 |
| 2.2.1 正向预测 |
| 2.2.2 反向预测 |
| 3 316 L不锈钢低循环试验及结果比较 |
| 4 结束语 |
（7）毫小试样低周疲劳试验方法与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 低周疲劳性能研究 |
| 1.2.1 低周疲劳的基本概念 |
| 1.2.2 循环应力-应变关系的传统获取方法 |
| 1.2.3 低周疲劳寿命预测模型 |
| 1.3 毫小尺寸试样力学性能测试研究 |
| 1.3.1 毫小尺寸定义和应用 |
| 1.3.2 毫小薄片试样的低周疲劳研究现状 |
| 1.4 相关材料的背景及研究概况 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 薄板漏斗试样轴向加载条件下力学行为的有限元分析 |
| 2.1 不同厚度的3D模型和平面应力2D模型计算结果 |
| 2.2 不同网格密度模型的有限元计算精度研究 |
| 2.3 有限元模拟精度的试验验证 |
| 2.4 薄板试样漏斗根部轴向变形行为 |
| 2.5 本章小节 |
| 第3章 基于能量理论模型的毫小试样低周疲劳试验方法 |
| 3.1 毫小薄片漏斗试样 |
| 3.1.1 试样设计和加工 |
| 3.1.2 试样加载装置 |
| 3.1.3 试样的安装过程 |
| 3.2 基于能量理论的材料弹塑性循环应力-应变关系获取方法 |
| 3.2.1 能量理论背景 |
| 3.2.2 基于能量理论的材料应力-应变关系预测模型 |
| 3.3 能量理论预测模型的普适性验证 |
| 3.3.1 有限元正向预测结果验证 |
| 3.3.2 有限元反向预测结果验证 |
| 3.4 本章小节 |
| 第4章 基于能量分离原理的材料循环应力-应变关系研究 |
| 4.1 材料和试验 |
| 4.1.1 实验条件 |
| 4.1.2 SS316L和TA17合金的基本力学性能 |
| 4.1.3 材料变幅疲劳试验结果 |
| 4.2 材料循环应力-应变关系预测结果 |
| 4.2.1 毫小尺寸试样循环应力-应变关系预测结果 |
| 4.2.2 毫小尺寸试样预测结果验证 |
| 4.3 循环应力-应变关系预测结果在工程材料中的应用 |
| 4.3.1 工程材料循环演化分析 |
| 4.3.2 循环应力-应变关系预测结果在有限元分析中的应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于毫小尺寸试样的工程材料低周疲劳性能研究 |
| 5.1 材料等幅低周疲劳试验方法及结果 |
| 5.1.1 等直圆棒试样疲劳性能分析 |
| 5.1.2 毫小尺寸试样疲劳试验结果 |
| 5.2 应力幅和应变幅转换方程 |
| 5.2.1 疲劳寿命等效原理 |
| 5.2.2 毫小尺寸试样的应力幅和应变幅转换方程 |
| 5.2.3 毫小尺寸试样转换方程精度验证 |
| 5.3 毫小尺寸试样低周疲劳性能研究 |
| 5.3.1 材料RVE疲劳寿命和Manson-Conffin模型参数获取结果 |
| 5.3.2 材料循环应力的历程分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（9）局部应变法预测飞机结构带孔部件疲劳寿命（论文提纲范文）
| 1 局部应力应变法估算结构疲劳寿命的步骤[3] |
| 2 局部应变和局部应力的求解 |
| 3 应变寿命的求解 |
| 4 超越方程的数值解法 |
| 4.1 Levenberg-Marquardt法 |
| 4.2 二分法 |
| 5 实验与计算结果 |
| 6 结论 |
（10）异型试样疲劳与断裂性能测试方法研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 材料的低周疲劳性能研究 |
| 1.2.1 低周疲劳研究方法 |
| 1.2.2 薄片及薄壁管试样的低周疲劳研究现状 |
| 1.3 材料的断裂性能研究 |
| 1.3.1 断裂测试方法及理论 |
| 1.3.2 断裂韧性测试研究现状 |
| 1.4 相关材料的背景及研究概况 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 片状漏斗试样的低周疲劳试验方法研究 |
| 2.1 试样及试验设计 |
| 2.1.1 试样及二次夹具的设计 |
| 2.1.2 试样的安装过程 |
| 2.2 疲劳损伤等效法 |
| 2.3 Masing循环本构关系 |
| 2.3.1 Masing循环本构关系的获取方法 |
| 2.3.2 Maing循环本构关系获取方法验证 |
| 2.4 薄片漏斗试样疲劳性能测试步骤 |
| 2.5 本章小节 |
| 第3章 两种低厚度板材的低周疲劳行为研究 |
| 3.1 试验材料与设备 |
| 3.2 单轴力学性能 |
| 3.3 循环性能 |
| 3.4 有限元计算应变和应力转换模型 |
| 3.5 低周疲劳性能参数 |
| 3.6 两种方法对比与试验验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 环状裂纹圆棒试样在断裂力学中的研究 |
| 4.1 对中夹头的设计 |
| 4.1.1 对中夹头应用背景及原理 |
| 4.1.2 对中夹头零部件的加工 |
| 4.1.3 对中夹头的装配及验证 |
| 4.2 缺口应力应变分析 |
| 4.2.1 缺口强度及应力分析 |
| 4.2.2 缺口根部应变分析 |
| 4.2.3 缺口效应对脆化趋势的影响 |
| 4.3 相关公式比较分析 |
| 4.3.1 应力强度因子K的计算 |
| 4.3.2 η因子表达式 |
| 4.4 断裂韧性测试中的等价能量法 |
| 4.4.1 等价能量法的研究意义 |
| 4.4.2 等价能量法用于K计算 |
| 4.4.3 等价能量法计算断裂韧性K_(IC) |
| 4.4.4 最大载荷点J_m测定 |
| 4.5 环状裂纹圆棒试样的柔度公式研究 |
| 4.5.1 有限元建模 |
| 4.5.2 有限元计算结果 |
| 4.5.3 柔度公式的拟合 |
| 4.5.4 柔度公式验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 环状裂纹圆棒试样用于断裂韧性测试 |
| 5.1 载荷分离理论及规则化方法 |
| 5.1.1 载荷分离理论 |
| 5.1.2 ASTM规则化方法 |
| 5.2 载荷分离法验证及G函数推导 |
| 5.2.1 载荷分离法验证 |
| 5.2.2 裂纹几何函数G(a/W) |
| 5.3 试验条件及裂纹长度的测量 |
| 5.3.1 试验条件 |
| 5.3.2 裂纹长度的测量 |
| 5.4 拉伸性能及偏心问题研究 |
| 5.4.1 材料16Mn的单轴拉伸性能 |
| 5.4.2 偏心问题的研究 |
| 5.5 计算步骤 |
| 5.6 结果分析与讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 断裂韧性J_(IC)有效性条件研究 |
| 6.1 J_(IC)有效性条件及存在的问题 |
| 6.1.1 J_(IC)有效性条件 |
| 6.1.2 J_(IC)有效性条件存在的问题 |
| 6.2 基于ANSYS软件的断裂力学有限元模拟 |
| 6.2.1 裂纹区域的模拟 |
| 6.2.2 断裂参数的计算 |
| 6.3 由R-O模型推导CHABOCHE模型 |
| 6.4 结果及讨论 |
| 6.4.1 有限元计算结果 |
| 6.4.2 有效性条件研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 典型核电工程材料的疲劳与断裂 |
| 7.1 试验条件 |
| 7.1.1 试验材料与试样 |
| 7.1.2 试验设备 |
| 7.1.3 试验方法 |
| 7.2 锆管低周疲劳结果与分析 |
| 7.2.1 拉伸力学性能 |
| 7.2.2 疲劳滞回环的稳定性与对称性 |
| 7.2.3 材料在循环历程中的强化与软化 |
| 7.2.4 循环本构关系 |
| 7.2.5 两种锆合金管材的应变疲劳寿命估算式 |
| 7.3 STM528低周疲劳结果与分析 |
| 7.3.1 拉伸力学性能 |
| 7.3.2 滞回环的稳定性与对称性 |
| 7.3.3 应变疲劳寿命估算式 |
| 7.3.4 循环与单轴本构关系比较 |
| 7.4 STM528断裂力学结果与分析 |
| 7.4.1 断裂力学试验方法 |
| 7.4.2 疲劳裂纹扩展速率特性 |
| 7.4.3 准静态断裂韧度 |
| 7.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
四、Zr-4合金薄片材料的应变疲劳与寿命估算（论文参考文献）
- [1]7050-T6铝合金低周疲劳与单轴棘轮行为研究[D]. 段恒. 昆明理工大学, 2020(04)
- [2]Inconel 690传热管疲劳断裂性能研究[D]. 陈俊峰. 浙江工业大学, 2019(02)
- [3]基于漏斗薄片试样的材料低周疲劳性能研究[J]. 刘勤,蔡力勋,陈辉,尹涛. 力学与实践, 2019(01)
- [4]TA17合金薄片材料毫小试样疲劳性能研究[J]. 尹涛,蔡力勋,陈辉,姚迪. 工程力学, 2018(11)
- [5]基于毫小薄片漏斗试样的材料弹塑性循环应力应变关系测试方法研究[J]. 尹涛,蔡力勋,陈辉,姚迪. 中国测试, 2018(01)
- [6]基于毫小薄片试样获取材料应变疲劳性能的测试方法[J]. 尹涛,蔡力勋,陈辉,姚迪. 机械工程学报, 2018(10)
- [7]毫小试样低周疲劳试验方法与应用[D]. 尹涛. 西南交通大学, 2017(05)
- [8]考虑循环塑性修正的薄片材料低周疲劳试验方法[J]. 贾琦,蔡力勋,包陈. 工程力学, 2014(01)
- [9]局部应变法预测飞机结构带孔部件疲劳寿命[J]. 童第华,陈志伟. 航空材料学报, 2011(05)
- [10]异型试样疲劳与断裂性能测试方法研究与应用[D]. 贾琦. 西南交通大学, 2011(04)