导读:本文包含了表面疲劳裂纹论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:ZTC4钛合金,铸造缺陷,疲劳裂纹,塑性应变
表面疲劳裂纹论文文献综述
冯新,邱建科,马英杰,刘金虎,丁贤飞[1]（2019）在《ZTC4钛合金铸件表面缺陷对疲劳裂纹扩展行为的影响》一文中研究指出研究了铸造ZTC4钛合金表面缺陷对恒ΔK下疲劳裂纹扩展路径、速率、塑性应变的影响。采用高分辨透射X射线叁维成像法、扫描电镜、网格法对疲劳裂纹扩展路径、形貌和塑性区进行表征。结果表明,疲劳裂纹扩展路径向缺陷位置偏转,缺陷附近裂纹扩展速率明显增加,表面缺陷与疲劳裂纹相交位置塑性变形量相对较大。(本文来源于《特种铸造及有色合金》期刊2019年05期）
昝晓东,李孝滔,邢帅兵,张言库,江晓禹[2]（2018）在《疲劳裂纹扩展引起的钢轨表面剥离研究》一文中研究指出钢轨表面疲劳裂纹扩展引起的剥离掉块是一种很常见的损伤形式。利用有限元模拟钢轨表面裂纹扩展,得到裂纹尖端的周向应力和应力强度因子。基于最大周向应力幅值判据,确定裂纹扩展方向,运用paris公式计算裂纹扩展速率,进而确定裂纹扩展路径。研究结果表明:高速列车裂纹扩展速率明显高于低速列车。高速列车钢轨经过6万多次车轮碾压表面剥离,剥离深度约为430μm;而低速列车钢轨经过16万多次车轮碾压表面剥离,剥离深度约为590μm。模拟的钢轨裂纹扩展路径和剥离掉块与现场服役钢轨的损伤形貌比较吻合,说明用最大周向应力幅值判据来确定钢轨疲劳裂纹扩展路径是可行的。钢轨表面剥离与疲劳裂纹扩展密切相关,建议对钢轨进行及时的打磨来预防钢轨的剥离。(本文来源于《铁道科学与工程学报》期刊2018年12期）
柴卿锋[3]（2018）在《激光冲击对2Cr13不锈钢表面性能和腐蚀疲劳裂纹萌生的影响》一文中研究指出马氏体不锈钢凭借其优良特性主要应用于汽轮机叶片等关键零部件的制造,但是这些零部件在实际应用过程中受到交变应力、腐蚀潮湿环境等多种外界因素的影响,常常会发生腐蚀疲劳失效并导致重大事故的发生。零部件腐蚀疲劳断裂的发生往往是因为在其表面有微裂纹的萌生,并在外界因素的破坏下最终失效,因此可以通过对零部件的表面进行强化,抑制裂纹的萌生从而提高零部件的使用寿命。激光冲击强化(Laser Shock Peening,LSP)是一种可以改善材料表面性能,提高材料腐蚀疲劳性能的新型表面改性技术,但是目前关于激光冲击强化对不锈钢腐蚀疲劳裂纹萌生的影响缺少系统的研究。针对上述所存在的问题,本文以2Cr13不锈钢为探究对象,主要研究了不同层数的激光冲击强化对2Cr13不锈钢表面性能和腐蚀疲劳裂纹萌生性能的影响。主要研究工作如下:(1)通过数值模拟和试验测试相结合的手段,研究了不同LSP冲击层数和双面交叉冲击的冲击策略对2Cr13不锈钢试样残余应力场的影响。研究结果表明,激光冲击强化后,2Cr13不锈钢试样表面产生了高幅残余压应力,随LSP冲击层数的增加,试样表面残余压应力值及残余压应力影响深度也增大。采用双面交叉冲击的方式进行激光冲击强化后,试样冲击的第一面的表面残余压应力值及影响深度均大于冲击的第二面,不过随着冲击层数的增加,两个冲击面在表面残余压应力数值及影响深度上的差异逐渐减小。(2)研究了不同层数的激光冲击强化对2Cr13不锈钢表面微观组织和机械性能的影响。研究结果表明,激光冲击强化后,2Cr13不锈钢试样表面的显微硬度和表面粗糙度均有明显提高,且随LSP冲击层数的增加而进一步提高,但提升幅度减小。激光冲击强化后试样表面出现大量位错结构,晶粒明显细化,且随LSP冲击层数的增加,试样表面的位错密度继续增加,晶粒尺寸进一步减小。(3)通过腐蚀疲劳实验分别研究了在空气和3.5%NaCl溶液中不同层数的激光冲击强化对2Cr13不锈钢腐蚀疲劳裂纹萌生性能的影响。研究结果表明,激光冲击强化可以有效提高2Cr13不锈钢的腐蚀疲劳裂纹萌生寿命和总寿命,且随LSP冲击层数的增加裂纹萌生寿命占疲劳总寿命的比例也不断提高,激光冲击强化后,冲击1层和冲击2层试样在3.5%NaCl溶液中的裂纹萌生寿命分别提升了35.9%和52.8%。受NaCl溶液的腐蚀作用,3.5%NaCl溶液中LSP试样裂纹萌生寿命的提升程度弱于空气中LSP试样裂纹萌生疲劳寿命的提升程度。(4)观察分析了2Cr13不锈钢的腐蚀疲劳断口特征,深入研究了断口裂纹萌生区的微观形貌,得到了2Cr13不锈钢腐蚀疲劳裂纹萌生模型,揭示了不同LSP冲击层数对2Cr13不锈钢腐蚀疲劳裂纹萌生的影响机理。研究结果表明,激光冲击强化后试样的表层晶粒细化并存在高幅残余压应力,细化的晶粒可以增强2Cr13不锈钢的滑移形变抗力和抗点蚀能力,抑制腐蚀溶液对试样的破坏作用,增强了腐蚀疲劳裂纹的萌生阻力;同时残余压应力可以平衡试验过程总的外加载荷,延缓了腐蚀疲劳裂纹的萌生。因此,在晶粒细化层和残余压应力的共同作用下,2Cr13不锈钢的抗腐蚀疲劳裂纹萌生性能提升,并且随LSP冲击层数的增加而进一步提高。综上所述,本文的研究为激光冲击强化对2Cr13不锈钢表面性能和抗腐蚀疲劳裂纹萌生性能的影响提供了可供参考的理论与试验依据。(本文来源于《江苏大学》期刊2018-06-01）
蔡振[4]（2017）在《表面超声滚压对Ti-6Al-4V合金多尺度疲劳裂纹扩展行为的影响》一文中研究指出材料的失效行为中,有60%～80%属于疲劳失效,而疲劳裂纹往往萌生于工件表面。采用表面纳米化方法在材料表面制备梯度纳米层,可以有效改善材料的疲劳性能。为澄清疲劳裂纹在梯度纳米层中的扩展过程,选择表面超声滚压作为表面纳米化方法,开展如下研究工作:(1)通过设计特殊的表面超声滚压加工路径,在Ti-6Al-4V合金板材表面制备出厚度达到300 μm的梯度纳米层,随着表面超声滚压处理遍数的增加,梯度纳米层更加均匀稳定。使用透射电子显微镜对梯度纳米层不同深度的组织结构进行观察,发现晶粒细化是孪晶和位错等多种方式共同作用的结果;(2)研究发现表面超声滚压有效提高Ti-6Al-4V合金表层的显微硬度,并在表层引入残余压应力,降低表面粗糙度,并大幅度提升Ti-6Al-4V合金的疲劳寿命;(3)通过预制角裂纹缺陷的方式定位裂纹萌生位置,采用复型法观察裂纹扩展路径,澄清多尺度疲劳裂纹在梯度纳米层中的扩展过程。发现表面超声滚压后Ti-6Al-4V合金的裂纹扩展路径出现裂纹路径改变和裂纹路径偏折行为,与原始样有明显不同。表面超声滚压后Ti-6Al-4V合金的裂纹扩展速率明显降低;(4)随应力比R增大,Ti-6Al-4V合金表面超声滚压样和原始样的疲劳寿命均在不断提高。在试验选择的各个应力比下,表面超声滚压样的疲劳寿命均显着高于原始样,表面超声滚压样的裂纹扩展速率均明显低于原始样的裂纹扩展速率。(本文来源于《华东理工大学》期刊2017-04-07）
黄育斌[5]（2016）在《轮轨材料表面疲劳裂纹形成机理与演变研究》一文中研究指出由于高速铁路轮轨磨耗相对较小,轮轨表面滚动接触疲劳成为其主要损伤形式,对其的研究已成为轮轨关系中一个至关重要的课题。因此,研究轮轨材料表面疲劳裂纹的形成机理与演变规律,有助于现场轮轨材料表面疲劳损伤的预防,减少轮轨材料表面疲劳损伤而引发的各种问题。利用WR-1轮轨滚动磨损试验机在干态下开展轮轨材料表面疲劳损伤实验,借助电子天平、硬度仪、数码显微镜、光学显微镜、激光共聚焦扫描显微镜和扫描电子显微镜等手段,分析了干态下影响轮轨材料表面疲劳裂纹萌生和扩展的因素,阐明了轮轨材料表面疲劳裂纹的形成机理与演变规律。论文研究得出的主要结论如下：(1)随垂向力、横向力和冲角增加,车轮试样磨损率增大,表面塑性变形层厚度增加。随循环次数增加,轮轨试样磨损率和表面硬度均趋于稳定,表面塑性变形层厚度增加。随实验后期垂向力和冲角增加,轮轨试样磨损率增大,表面塑性变形层厚度增加,表面硬度降低：随实验后期垂向力和冲角减小,轮轨试样磨损率降低小,表面塑性变形层厚度降低,表面硬度增加。(2)垂向力、横向力和冲角对车轮材料表面疲劳裂纹的萌生与扩展有明显影响；随垂向力、横向力和冲角增大,车轮材料表面疲劳裂纹越容易萌生扩展；大冲角工况下斜线状表面疲劳起皮萌生扩展明显；不存在冲角的工况下,车轮试样无斜线状表面疲劳起皮剥落损伤。(3)轮轨材料在周期性的循环载荷作用下萌生微裂纹并扩展成不同的表面疲劳损伤形貌；钢轨试样斜线状表面疲劳裂纹沿与剪切合力垂直的方向扩展,车轮试样疲劳起皮剥落沿着剪切合力方向向前扩展。(4)随实验后期垂向力增加,轮轨材料表面疲劳损伤均减轻：随实验后期垂向力减小,钢轨试样表面疲劳损伤加重而车轮试样表面疲劳损伤减轻。随实验后期冲角增加,轮轨材料表面疲劳损伤减轻；随实验后期冲角减小,轮轨材料表面疲劳损伤加重。(5)钢轨试样表面形成疲劳裂纹损伤后沿深度方向扩展的角度较大,车轮试样裂纹萌生后大多沿平行于滚动方向或折向材料表面扩展。实验后期垂向力增加使轮轨材料在同一接触区域内萌生大量表面裂纹与次表层裂纹并互相连接贯通；实验后期冲角变化使剖面裂纹在扩展过程中发生多次转向。(6)随循环次数增加,磨屑尺寸呈先增大后减小的趋势。磨屑随实验后期垂向力和冲角增加而尺寸增大。(本文来源于《西南交通大学》期刊2016-05-01）
王潇嵩,张卫正,郭冰彬[6]（2016）在《蠕墨铸铁热冲击表面疲劳裂纹萌生及氧化行为研究》一文中研究指出柴油机由于其热效率高、扭矩特性好等优势,被广泛应用在军用车辆、船舶及工程机械等重型机械设备上。柴油机缸盖作为燃烧室中结构最复杂、受载最严重的零部件之一,常常在热机耦合载荷作用下诱发贯穿鼻梁区的裂纹,导致结构失效,因此需要对缸盖材料的疲劳破坏失效过程进行研究。由于蠕墨铸铁良好的抗热疲劳性能,逐渐成为大功率柴油机缸盖材料的优选。本文以缸盖用蠕墨铸铁材料为研究对象,通过感应加热和水浴冷却的方式对材料试件进行循环热冲击试验,基于光学显微镜和扫描电镜设备对蠕墨铸铁表面热疲劳裂纹的萌生行为和演化规律进行研究,并从材料氧化的角度分析氧化规律与热疲劳裂纹萌生与扩展的关系。试验结果表明,热冲击载荷作用下材料表面将发生严重的氧化腐蚀作用,通过光镜观察可以发现材料表面的热疲劳裂纹与腐蚀凹坑多源于蠕虫状石墨相位置,并向金属基体内部发生扩展。通过剖面分析发现,表面氧化层会发生明显的碎裂,在一些氧化凹坑底部形成向深度方向扩展的裂纹,使裂纹面进一步发生氧化腐蚀,并导致裂纹底部的深层脱碳行为。另外,临近氧化表层的石墨相之间可以观测到连接石墨相的弱氧化层("氧化桥")的存在,这种"氧化桥"构成了石墨间相连的通道。对抛光后的受热表面观测发现,表层石墨相发生严重的氧化腐蚀脱碳,形成氧化凹坑,且不同石墨间也存在相连石墨相的"氧化桥"。热疲劳裂纹萌生与氧化凹坑的边缘,并沿着"氧化桥"的路径发生扩展,连接其他石墨相位置裂纹而形成热疲劳裂纹网络。(本文来源于《第十八届全国疲劳与断裂学术会议论文摘要集》期刊2016-04-15）
黄育斌,何成刚,马蕾,赵相吉,王文健[7]（2016）在《干态下车轮材料表面疲劳裂纹萌生试验研究》一文中研究指出利用WR-1轮轨滚动磨损试验机,结合安定极限理论研究了干态下影响车轮材料表面疲劳裂纹萌生与扩展的因素,探究了表面疲劳损伤形成机理和演变规律.结果表明:随垂向力、横向力和冲角增大,表面疲劳裂纹越容易萌生扩展;冲角对表面疲劳裂纹的萌生与扩展起着重要作用,大冲角下斜线状表面疲劳裂纹萌生扩展明显;只有横向力而不存在冲角时,试样表面不会出现斜线状表面疲劳损伤;车轮试样在周期性循环载荷作用下在表面先形成塑性流动,然后沿轮轨表面切向力方向扩展成斜线状的表面疲劳起皮剥落损伤;垂向力是影响表面裂纹萌生时间的重要因素之一.(本文来源于《摩擦学学报》期刊2016年02期）
才建[8]（2015）在《汽车齿轮表面疲劳裂纹扩展机理研究》一文中研究指出齿轮是传递运动和动力的关键基础件,齿轮的质量直接决定了机械产品的质量和性能。疲劳失效是齿轮的主要失效形式之一,裂纹前缘应力强度因子(SIF)是影响齿轮疲劳的关键因素,裂纹扩展速率是评价疲劳裂纹扩展的重要指标。本文基于叁维建模软件Pro/E,采用参数化建模方式,建立了直齿圆柱齿轮几何模型。将建立的几何模型导入有限元软件ABAQUS中,以叁维椭圆柱模拟初始疲劳裂纹,建立直齿圆柱齿轮疲劳裂纹分析有限元模拟模型。基于直齿圆柱齿轮疲劳裂纹分析有限元模型,分析了转矩、摩擦系数、裂纹初始深度、位置及裂纹几何尺寸等因素对裂纹前缘SIF的影响,结果表明:裂纹前缘Ι型和ΙΙ型SIF的分布呈近似抛物线状,裂纹前缘ΙΙΙ型SIF的分布呈近似正弦曲线状。裂纹前缘Ι型SIF远远大于裂纹前缘ΙΙ型和ΙΙΙ型SIF,这表明直齿圆柱齿轮疲劳裂纹扩展以张开型为主。随着转矩的增大,裂纹前缘Ι型、ΙΙ型和ΙΙΙ型SIF增大,但裂纹前缘中点处的ΙΙΙ型SIF仍然为零。随着摩擦系数的增大,裂纹前缘Ι型SIF增大,裂纹前缘ΙΙ型和ΙΙΙ型SIF基本不变。随着裂纹初始深度的增大,裂纹前缘Ι型、ΙΙ型和ΙΙΙ型SIF减小,但裂纹前缘中点处的ΙΙΙ型SIF仍然为零。随着裂纹初始位置的变化,裂纹前缘Ι型、ΙΙ型和ΙΙΙ型SIF均发生变化。随着裂纹长轴的增大,裂纹前缘Ι型、ΙΙ型和ΙΙΙ型SIF增大,但裂纹前缘中点处的ΙΙΙ型SIF仍然为零。随着裂纹短轴的增大,裂纹前缘Ι型、ΙΙ型和ΙΙΙ型SIF减小,但裂纹前缘中点处的ΙΙΙ型SIF仍然为零。基于直齿圆柱齿轮疲劳裂纹分析有限元模型,分析了转矩、摩擦系数、裂纹初始深度、位置及裂纹几何尺寸等因素对裂纹扩展速率的影响,结果表明:随着转矩的增大,裂纹扩展速率增大;随着摩擦系数的增大,裂纹扩展速率增大;随着裂纹初始深度的增大,裂纹扩展速率减小;随着裂纹初始位置的变化,裂纹扩展速率先减小然后增大再减小;随着裂纹长轴的增大,裂纹扩展速率先增大然后趋于平稳;随着裂纹短轴的增大,裂纹扩展速率减小。研究结果对于发展齿轮疲劳断裂理论,提高齿轮服役性能具有一定的理论价值和实际意义。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2015-05-01）
曹世豪[9]（2014）在《钢轨表面疲劳裂纹的扩展与预防研究》一文中研究指出轮轨接触疲劳是指轮轨接触过程中,在接触区,由于车轮对钢轨的循环力作用,使得钢轨表面或次表面形成微裂纹,随后微裂纹扩展,导致钢轨表面大块剥离,甚至发生断裂。随着铁路客货运量的增大和列车运行速度的提高,轮轨接触疲劳破坏变得越来越严重,直接威胁行车安全。因此,对钢轨表面疲劳裂纹进行研究,能够更加清晰的认识钢轨的疲劳断裂机理,进而改进钢轨的抗疲劳性能,延长钢轨的使用寿命；这样既能减少经营成本,又能降低运行风险。本文通过有限元分析软件ANSYS,对含表面裂纹的轮轨接触疲劳问题进行研究。首先研究ANSYS求K因子的原理并验证其计算结果的正确性,随后分析轴重、摩擦力、摩擦系数、裂纹角度等因素对裂纹扩展的影响。本文研究主要得出如下结论：1、在线弹性范围内,ANSYS计算K因子的精确度可以达到99.9%；当裂纹尖端的屈服范围很小时,属于小范围屈服,则此时塑性区的影响可忽略不计。2、以赫兹理论的接触压力为基础,分析轮轨接触疲劳问题时,存在适用范围小、计算结果偏大、误差累计等缺点；而有限元法的接触压力不仅可以解决比较复杂的轮轨接触疲劳问题,计算结果精度也较高。3、钢轨表面疲劳裂纹属于张开型和滑开型同时存在的复合型裂纹；当接触斑压在裂纹上时,裂纹闭合,接触斑趋近或离开裂纹时,裂纹张开；裂纹发生张开型破坏的最危险位置基本都发生在接触斑边缘位置。4、随着轴重的增加,应力强度因子KI呈增加趋势；而对于KⅡ,不考虑摩擦力时,K1约为KI的5%,纯滚动时,KⅡ约为KI的20%,全滑动时,KⅡ约为KI的55%,也就是摩擦力的存在,大大加剧了轮轨接触疲劳,但是摩擦力的影响往往依赖于轴重。5、当裂纹与钢轨表面的夹角大于75。时,裂纹以张开型为主；在30。～75。之间时,KI、KII的值相差不大,此时钢轨表面裂纹的疲劳扩展由两者共同控制。随着裂纹角度的增加,KI增加而KII减小,其中,裂纹扩展速率最快的方向约为60°。(本文来源于《西南交通大学》期刊2014-05-01）
黄汝清,隋育栋,蒋业华,李祖来,山泉[10]（2013）在《WC_p/钢基表面复合材料热疲劳裂纹萌生及扩展机理》一文中研究指出为了对经受热疲劳的表面复合材料的设计提供理论依据,采用热震试验方法对通过真空实型铸渗(V-EPC)方法制备的WC/钢基表面复合材料的热疲劳性能进行了研究,重点讨论了表面复合材料热疲劳裂纹萌生及扩展的影响因素。结果表明,在本实验条件下Ni6025WC体积分数为15%时的热疲劳性能较5%时得到较大改善。表面复合材料的热疲劳裂纹的萌生和扩展的影响因素有以下几个方面:WC颗粒本身微观质量和热导率、复合层与基材中主要元素以及WC颗粒的平均热膨胀系数、复合层中WC颗粒之间的间距、由热震而产生的界面交变循环应力等。通过改善以上影响因素可以提高复合材料的热疲劳性能。(本文来源于《材料热处理学报》期刊2013年03期）
表面疲劳裂纹论文开题报告
（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：
钢轨表面疲劳裂纹扩展引起的剥离掉块是一种很常见的损伤形式。利用有限元模拟钢轨表面裂纹扩展,得到裂纹尖端的周向应力和应力强度因子。基于最大周向应力幅值判据,确定裂纹扩展方向,运用paris公式计算裂纹扩展速率,进而确定裂纹扩展路径。研究结果表明:高速列车裂纹扩展速率明显高于低速列车。高速列车钢轨经过6万多次车轮碾压表面剥离,剥离深度约为430μm;而低速列车钢轨经过16万多次车轮碾压表面剥离,剥离深度约为590μm。模拟的钢轨裂纹扩展路径和剥离掉块与现场服役钢轨的损伤形貌比较吻合,说明用最大周向应力幅值判据来确定钢轨疲劳裂纹扩展路径是可行的。钢轨表面剥离与疲劳裂纹扩展密切相关,建议对钢轨进行及时的打磨来预防钢轨的剥离。
（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。
表面疲劳裂纹论文参考文献
[1].冯新,邱建科,马英杰,刘金虎,丁贤飞.ZTC4钛合金铸件表面缺陷对疲劳裂纹扩展行为的影响[J].特种铸造及有色合金.2019
[2].昝晓东,李孝滔,邢帅兵,张言库,江晓禹.疲劳裂纹扩展引起的钢轨表面剥离研究[J].铁道科学与工程学报.2018
[3].柴卿锋.激光冲击对2Cr13不锈钢表面性能和腐蚀疲劳裂纹萌生的影响[D].江苏大学.2018
[4].蔡振.表面超声滚压对Ti-6Al-4V合金多尺度疲劳裂纹扩展行为的影响[D].华东理工大学.2017
[5].黄育斌.轮轨材料表面疲劳裂纹形成机理与演变研究[D].西南交通大学.2016
[6].王潇嵩,张卫正,郭冰彬.蠕墨铸铁热冲击表面疲劳裂纹萌生及氧化行为研究[C].第十八届全国疲劳与断裂学术会议论文摘要集.2016
[7].黄育斌,何成刚,马蕾,赵相吉,王文健.干态下车轮材料表面疲劳裂纹萌生试验研究[J].摩擦学学报.2016
[8].才建.汽车齿轮表面疲劳裂纹扩展机理研究[D].武汉理工大学.2015
[9].曹世豪.钢轨表面疲劳裂纹的扩展与预防研究[D].西南交通大学.2014
[10].黄汝清,隋育栋,蒋业华,李祖来,山泉.WC_p/钢基表面复合材料热疲劳裂纹萌生及扩展机理[J].材料热处理学报.2013