导读:本文包含了微裂纹扩展区论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:裂纹,应力,合金,镁合金,动力学,多晶体,判据。
微裂纹扩展区论文文献综述
李博志,王建明,董国振,刘兴睿[1]（2019）在《微裂纹扩展导致喷丸残余应力重分布的数值模拟》一文中研究指出为了预测微裂纹扩展对喷丸残余应力重分布的影响,基于有限元软件ABAQUS建立包含喷丸初始残余应力和初始塑性应变及初始微裂纹的叁点弯曲试件有限元模型。仿真结果表明:随着裂纹的扩展,裂尖处将形成残余应力峰值,其值可超过初始残余应力,未开裂区的残余应力将发生松弛,非裂尖开裂区存在不规则的残余应力,证实卸载后裂纹面形成闭合而非自由面;载荷强度增加将导致裂尖区残余应力峰值增大,但非裂纹区的残余应力呈减小趋势;并非喷丸强度越高裂尖残余应力峰值越大,该峰值主要受裂尖区塑性应变增量的影响;裂纹扩展长度增加将导致残余应力场峰值显着增大。(本文来源于《材料保护》期刊2019年09期）
江淑玲[2]（2019）在《基于非线性Lamb波的铝薄板微裂纹扩展研究》一文中研究指出铝合金板材具有密度小、易加工、耐腐蚀、导电导热性好等特点,在工业生产中用途广泛,最常见的损伤形式就是疲劳微裂纹,微裂纹的存在会严重影响构件的力学性能,所以对铝合金薄板早期微损伤进行无损评价实现结构健康检测意义巨大。目前金属材料早期微损伤的超声评价方法主要非线性超声检测技术,对薄板构件而言,Lamb波具有易于激发、衰减小、传播距离远、检测效率高的特点。因此结合灵敏度需求和可操作性两个方面,本文将利用非线性Lamb波评价铝合金薄板早期微损伤,具体研究内容如下:首先,对金属材料早期疲劳微损伤的非线性Lamb波响应机理进行了理论研究,在理论分析基础上设计研究方案并论证方案的可行性。其次,设计用于模拟金属材料早期微损伤的铝合金薄板试块,搭建Lamb波非线性参量测试系统,验证测试系统的性能并制定相关测试工艺。最后,按照研究方案,跟踪检测试块从初始状态到微裂纹萌生扩展整个早期力学性能退化的过程,建立Lamb波非线性参量与材料早期微损伤的对应关系;利用X射线衍射法观察期间残余应力对Lamb波非线性效应的影响趋势;通过金相试验法对微裂纹尺寸进行定量表征,实现利用Lamb波非线性参量对微裂纹尺寸的定量评价。研究结果表明,非线性Lamb波在评价金属薄板早期微损伤上优势明显,可行性高;搭建的非线性测试系统性能良好,测试结果稳定可靠。对比测试的结果显示:随着早期微损伤程度的增加,Lamb波非线性参量呈先增大后减小的趋势;结合金相观测的结果实现了Lamb波非线性参量对疲劳微裂纹尺寸的定量评价,可评价的微裂纹最小尺寸为28.3?m,通过对比Lamb波非线性参量曲线斜率的变化可大致确定微裂纹产生临界点;结合X射线衍射法测量结果,残余应力会增大材料的Lamb波非线性效应,在损伤程度达到总寿命50%前,影响呈上升趋势,随后影响逐渐减小。(本文来源于《南昌航空大学》期刊2019-06-01）
韩钟剑[3]（2019）在《镁合金微裂纹扩展行为的原位观察》一文中研究指出随着科学技术的进步,航空航天设备在使用性能方面正朝着长寿命,大尺寸,高负载能力和轻量化的方向高速发展。镁合金比强度、比刚度高,阻尼减振性能优异、电磁屏蔽性好,航空航天设备的某些构件正逐步使用高性能镁合金代替铁、铝等其他传统材料。传统方法中研究镁合金塑性变形及断裂行为主要是通过对变形镁合金材料进行热模拟压缩、室温拉伸等实验来进行,实验过程中材料微观结构的变化却难以看到,缺乏塑性变形和断裂行为的直接证据。采用原位加载技术可实时跟踪材料表面的微观组织变化及损伤破坏过程,从而深入理解材料塑性变形及开裂损伤的原因,为评估和改善材料宏观及微观特性提供最直接证据。本文选用AZ31镁合金、Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr变形稀土镁合金为研究对象,通过DSC分析、金相微观组织观察、Image-pro Plus软件分析等方法进行微观表征;通过硬度检测仪测试了镁合金的力学性能;通过扫描电镜-原位加载的实验方法研究分析了退火态AZ31镁合金、固溶态稀土镁合金的裂纹萌生、扩展行为。具体结论为:(1)退火态AZ31镁合金变形过程中,已开动滑移系的晶粒会对未开动滑移系的晶粒产生一种作用力,变形晶粒表面的滑移线到达晶界处引起晶界处应力集中,微裂纹在晶界处产生,并按照微裂纹-大裂纹-晶间裂纹的方式扩展。(2)经过不同的固溶处理工艺后,Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr稀土镁合金中的第二相还是会有残留,并以块状相为主。第二相受固溶温度的影响较固溶时间更加明显。(3)当固溶处理工艺为480℃×10h、510℃×10h时,Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr稀土镁合金基体表面残留有大量块状LPSO相,块状LPSO相的弹性模量远高于基体的弹性模量,拉伸过程中基体的应力会逐渐转移到块状LPSO相上,从而使块状LPSO相上出现应力集中导致裂纹的产生。(4)当固溶处理工艺为510℃×13h、510℃×16h时,Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr稀土镁合金中的块状LPSO相发生了结构的转变,对位错滑移的阻力增强,LPSO/α-Mg界面发生应力集中从而产生裂纹。(5)当固溶处理工艺为510℃×19h、510℃×22h时,加热时间的增加导致了Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr稀土镁合金中的晶粒长大,使得稀土镁合金塑性变形过程中的位错滑移距离增加,位错塞积能太高,对晶界的作用力太大致使晶界处出现裂纹。(6)固溶处理工艺为510℃×16h时,Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr稀土镁合金产生第一条裂纹时的应力和断裂强度达到最大,且裂纹缺陷最少。因此,510℃×16h是Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr稀土镁合金最佳固溶处理工艺。(本文来源于《中北大学》期刊2019-03-25）
高宬宬,王新华,陈迎春,王云琨[4]（2018）在《热加工过程中微裂纹扩展的分子动力学模拟》一文中研究指出通过在预制微裂纹的Fe板上下边界施加匀速拉力,用来等效模拟材料在热加工过程中由于非均匀温度场产生的热应力作用。利用分子动力学模拟方法,研究了微裂纹扩展过程中材料的形貌变化和与之对应的材料系统应力波动规律。仿真实验结果表明,在常温环境下Fe板的微裂纹扩展为韧性扩展,整个过程包括裂尖无序化、裂尖钝化、位错发射、微孔萌生和微裂纹汇聚等。当Fe板系统应力达到临界应力4 GPa时,裂纹开始横向扩展。扩展过程中由于材料性质引起不间断的位错发射和应力集中,反映在系统应力上为不间断的上升与下降波动。(本文来源于《热加工工艺》期刊2018年24期）
高国东,邢永明[5]（2018）在《聚合物微裂纹扩展的声发射监测与特征参量提取》一文中研究指出聚合物断裂前的典型表征就是微裂纹的增多与聚集,利用高倍显微镜可以清晰地看到微裂纹的具体形状,从断裂理论来看,研究微裂纹损伤为深入研究聚合物微损伤机制提供科学依据.本文通过循环递增加载模式,研究PMMA的微裂纹扩展模式以及其与声发射特性之间的关系,研究加载速率与微裂纹损伤之间的关系,同时应用Felicity研究了材料的承载能力、以及Felicity效应与Kaiser效应之间的相互转化关系,建立了损伤因子D与Felicity比之间的关系式.实验证明声发射幅度、能量、振铃计数、持续时间等参数能实时预测PMMA的承载安全性.(本文来源于《内蒙古工业大学学报(自然科学版)》期刊2018年05期）
冯玉玺[6]（2018）在《Nb替位方式及浓度对γ-TiAl合金微裂纹扩展的影响研究》一文中研究指出TiAl合金室温塑性差、850℃以上抗氧化性不足和裂纹扩展速率高的缺点严重制约了其在航空航天领域的应用,而加入Nb有助于解决这一难题。Ti-Al-Nb叁元体系已成为TiAl合金的主要发展趋势,合金化元素Nb对TiAl合金性能的影响研究已成为目前材料工程领域广泛关注和研究的焦点。本文采用分子动力学方法从微观尺度模拟了单轴拉伸加载下Nb替位方式及原子比浓度对TiAl合金裂纹扩展过程的影响,研究结果如下:(1)研究了Nb的不同替位方式对γ-TiAl合金裂纹扩展的影响。通过对预制了边界裂纹的无Nb体系、Nb替位Al体系、Nb替位Ti体系模型进行单轴拉伸加载,分析不同体系的模型在模拟过程中的裂纹扩展及位错演变过程,绘制应力-应变、能量、原子结构数目、径向分布函数变化曲线。表明:无论何种替位方式,Nb与近邻基体原子之间的相互作用都要强于替位前Ti-Al原子间的相互作用,会增强掺杂的Nb原子与TiAl合金中基体原子间的成键和结合强度,提高晶胞的键强度,增强周围原子间的键合力和内聚力,使裂尖区原子结合紧密,进而使裂纹尖端钝化,裂纹扩展速率减慢,裂纹扩展路径改变,合金的抗拉强度和断裂韧性增强。替位Ti体系比替位Al体系具有更高的屈服强度,替位Al体系比替位Ti体系发生的晶格畸变程度严重,位错密度较大,具有更高的断裂韧性。(2)研究了替位Ti体系中不同Nb原子比浓度对单晶γ-TiAl合金裂纹扩展的影响。表明:Nb原子比浓度增大,塑性阶段应力减小缓慢,点阵畸变积累效应和原子间内聚力增强,导致Nb周围应力场增加,波峰应力值增加,裂纹扩展速率减小。在0%~6%原子比浓度范围内,Nb浓度的提高有助于增强γ-TiAl合金的屈服强度和延展性。(3)裂纹的扩展过程可分为弹性阶段和塑性阶段。弹性阶段主要是在无位错区中原子键的断裂,塑性阶段主要是在裂纹尖端附近位错的形核、发射和位错的运动而引起的原子切变行为;在γ-Ti Al合金中,1/6<112>Shockley不全位错密度最大,位错密度随着应力的增大而增加。位错的演变与畸变的hcp结构和bcc结构变化趋势有关。位错密度峰值区域多集中在应力峰值区域,位错密度随应力的增大而增加,在应力高度集中时裂尖可以通过发射位错的形式来释放一部分集中的应力。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2018-03-21）
司皇腾[7]（2018）在《温度对多晶γ-TiAl合金中微裂纹扩展影响的分子动力学模拟》一文中研究指出钛铝合金是近年来迅速发展,并得到大量运用的合金材料,由于其具有低密度、高强度、耐高温等优势,在航空航天、汽车工业等领域受到了广泛的关注,是新一代理想的轻质耐高温合金材料。但是钛铝合金也存在室温脆性及高的裂纹扩展率等缺点,这些缺陷容易造成材料在使用过程中的断裂失效,而裂纹的失稳扩展是导致材料失效的主要原因,因此需要对裂纹的扩展过程和断裂的机理进行深入详细的研究。本文以多晶γ-Ti Al合金为研究对象,借助开源命令程序Atomsk,采用Voronoi算法建立多晶体模型,构建晶体塑性本构关系,对γ-Ti Al合金多晶体进行了单轴拉伸的分子动力学模拟,对比研究了五种不同温度下多晶γ-Ti Al合金晶界上微裂纹和晶粒内微裂纹的扩展过程。研究结果表明:多晶γ-Ti Al合金晶界上的微裂纹在低温和常温状态下,表现为脆性解理扩展。裂纹先沿晶扩展至晶界或应力集中处,在裂尖附近的晶界处,产生微孔洞,孔洞长大沿晶扩展形成子裂纹,子裂纹与主裂纹的汇合导致材料断裂失效;在中高温下,晶界上微裂纹以脆性蠕变断裂为主,裂纹先沿着晶界扩展,受到阻力扩展变缓慢,裂尖出现钝化,裂纹逐渐形成蠕变空洞并不断长大,进而在叁叉晶界处形成楔形裂纹,由此导致沿晶断裂,材料失效。多晶γ-Ti Al合金晶粒内的微裂纹在低温和常温状态下,同样为脆性解理扩展,裂纹以沿晶断裂为主,断口为晶粒状,断裂方式亦为微空洞长大形成子裂纹,沿晶扩展并于主裂纹汇合导致材料断裂;而中高温状态,由于应力和持续高温作用,合金产生缓慢的塑性变形,裂纹逐渐长大,蠕变为空洞,空洞沿晶扩展并最终破裂导致材料断裂失效。高温时合金断裂面为脆性的沿晶断口。不同位置的微裂纹在扩展过程有很多相似处,低温和常温下主要表现为脆性解理断裂,扩展速率较快;中高温状态下主要为脆性蠕变断裂,扩展速率缓慢,高温状态下合金也表现出一定的韧性。但在裂纹扩展初期,晶界上的裂纹为沿晶扩展,晶粒上的裂纹为穿晶扩展;晶界上应力最大值低于晶粒内应力最大值;晶界上裂纹在同一温度下的弹性模量和能量最大值上也较低,表明多晶体晶界在裂纹的扩展中起着重要的作用,晶界对裂纹的扩展及位错运动都具有强烈的阻碍作用。另外,在裂纹扩展的各个阶段都有大量的空位、层错、位错等现象发生。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2018-03-21）
苟凯[8]（2017）在《微裂纹区对主裂纹扩展的影响》一文中研究指出基于Gong推导的主裂纹与微裂纹的理论解,分析了微裂纹区对主裂纹的影响。通过最大周向应力判据,定性和定量地分析了微裂纹区对主裂纹扩展方向的影响。通过计算主裂纹的等效应力强度因子,定性地分析了微裂纹区对主裂纹扩展速率的影响。结果表明:当微裂纹区位于-75°<θ<75°时,微裂纹区增加主裂纹的扩展速率,而位于-150°<θ<-75°和75°<θ<150°时,减弱主裂纹的扩展速率。当微裂纹区位于-30°<θ<30°时,对主裂纹的扩展方向影响不大;当位于30°<θ<115°和-150°<θ<-115°时,主裂纹朝逆时针方向偏转;当位于-115°<θ<-30°和115°<θ<150°时,主裂纹朝顺时针方向偏转。这些结果能够为预测脆性材料的疲劳和断裂行为提供有用的信息。(本文来源于《四川理工学院学报(自然科学版)》期刊2017年03期）
孟岩,黄栋,冯振勇,张道弛,胡楠[9]（2017）在《不同组织TA15钛合金等温拉伸微裂纹扩展规律的有限元建模研究》一文中研究指出钛合金高温变形过程往往伴随微裂纹的产生与扩展,且其与微观组织形态密切相关,显着影响了钛合金的成形质量和成形极限。为此,利用金相照片建立了基于TA15钛合金真实组织的二维多晶体微观有限元模型,采用微裂纹扩展时间,定量研究了不同组织形态的TA15钛合金等温拉伸过程中的沿晶微裂纹形成与扩展规律。结果表明:微裂纹优先形成于叁角或四角晶界处,更容易沿α-β相界扩展;等轴组织随着α相体积分数升高,微裂纹更易产生和扩展;网篮组织与魏氏组织中微裂纹易于沿与加载轴垂直取向的片层α相界面扩展,魏氏组织晶界α相为微裂纹扩展提供了路径;叁态组织中微裂纹易于沿片层α相界面扩展,但是等轴α相与片层α相的交织使界面形貌复杂,阻碍微裂纹扩展。相同加载条件下,微裂纹扩展的难易顺序为:叁态组织、网篮组织、魏氏组织、等轴组织。(本文来源于《塑性工程学报》期刊2017年02期）
卢建涛[10]（2017）在《γ-TiAl合金微裂纹扩展的研究》一文中研究指出裂纹的失稳扩展是导致材料失效的直接原因,因此其扩展过程引起了学者们广泛的研究。从微观层面上讲,裂纹扩展的根本原因是原子键的断裂,而原子键断裂会引起材料微观结构的变化,如空位和孔洞的形成、位错形核、微裂纹形核扩展等,这些变化无法通过实验的方法直接观察到,因此需要借助于计算机模拟。通过对裂纹扩展的模拟得出其内在机理,从而为材料的设计提供理论性指导。本文采用分子动力学方法,对单晶γ-TiAl合金在单向加载和循环加载作用下的变形过程进行了研究,并探讨了其在不同微裂纹角度、不同应变比以及不同加载方向的力学性能和变形机理。研究结果表明:1.当微裂纹与加载方向成0°、45°和90°夹角时,观察应力–应变曲线可知,其弹性模量相同,说明夹角对弹性变形没有影响,然而材料的强度极限随着夹角的增大而减小。通过对裂纹扩展过程中原子图的观察可以发现,不同夹角时其塑性变形过程不同,例如层错的形成时间不同、层错密度不同等,另外,夹角对材料失效所需时间也有一定的影响。2.当应变比从0.5到0.9变化时,疲劳裂纹会在不同的时刻开始扩展,应变比越大,裂纹开始扩展所需时间越短,然而在不同应变比作用下,其裂纹扩展方式基本相同,即裂纹均以解理方式开始扩展,随后无序区域形成,裂纹通过驱动力驱动无序区域实现扩展,最后裂纹以子–母裂纹传播机制进行扩展,不同的是裂纹扩展方式的变化发生在不同的时刻。在塑性变形过程中,位错在不同应变比作用下滑移时会有不同的点缺陷形成,并且疲劳裂纹扩展中内禀堆垛层错在不同周期内形成且其密度沿不同密排面变化。3.当加载方向分别沿[010]和[001]晶向时,材料表现出不同的变形机制。通过对比应力–应变曲线可以发现,沿[010]晶向加载时的弹性模量小于沿[001]晶向加载时的弹性模量。在塑性变形过程中,沿[010]晶向加载时有位错的发射,并且位错在滑移过程中有空位等点缺陷的形成,而沿[001]晶向单向拉伸时,裂纹扩展前期无位错发射,后期才有位错从裂尖被发射,且滑移时无点缺陷形成。在循环载荷作用下,沿不同晶向加载所对应的塑性变形过程也不相同,且与单向加载时的塑性变形过程不同。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2017-04-20）
微裂纹扩展区论文开题报告
（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：
铝合金板材具有密度小、易加工、耐腐蚀、导电导热性好等特点,在工业生产中用途广泛,最常见的损伤形式就是疲劳微裂纹,微裂纹的存在会严重影响构件的力学性能,所以对铝合金薄板早期微损伤进行无损评价实现结构健康检测意义巨大。目前金属材料早期微损伤的超声评价方法主要非线性超声检测技术,对薄板构件而言,Lamb波具有易于激发、衰减小、传播距离远、检测效率高的特点。因此结合灵敏度需求和可操作性两个方面,本文将利用非线性Lamb波评价铝合金薄板早期微损伤,具体研究内容如下:首先,对金属材料早期疲劳微损伤的非线性Lamb波响应机理进行了理论研究,在理论分析基础上设计研究方案并论证方案的可行性。其次,设计用于模拟金属材料早期微损伤的铝合金薄板试块,搭建Lamb波非线性参量测试系统,验证测试系统的性能并制定相关测试工艺。最后,按照研究方案,跟踪检测试块从初始状态到微裂纹萌生扩展整个早期力学性能退化的过程,建立Lamb波非线性参量与材料早期微损伤的对应关系;利用X射线衍射法观察期间残余应力对Lamb波非线性效应的影响趋势;通过金相试验法对微裂纹尺寸进行定量表征,实现利用Lamb波非线性参量对微裂纹尺寸的定量评价。研究结果表明,非线性Lamb波在评价金属薄板早期微损伤上优势明显,可行性高;搭建的非线性测试系统性能良好,测试结果稳定可靠。对比测试的结果显示:随着早期微损伤程度的增加,Lamb波非线性参量呈先增大后减小的趋势;结合金相观测的结果实现了Lamb波非线性参量对疲劳微裂纹尺寸的定量评价,可评价的微裂纹最小尺寸为28.3?m,通过对比Lamb波非线性参量曲线斜率的变化可大致确定微裂纹产生临界点;结合X射线衍射法测量结果,残余应力会增大材料的Lamb波非线性效应,在损伤程度达到总寿命50%前,影响呈上升趋势,随后影响逐渐减小。
（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。
微裂纹扩展区论文参考文献
[1].李博志,王建明,董国振,刘兴睿.微裂纹扩展导致喷丸残余应力重分布的数值模拟[J].材料保护.2019
[2].江淑玲.基于非线性Lamb波的铝薄板微裂纹扩展研究[D].南昌航空大学.2019
[3].韩钟剑.镁合金微裂纹扩展行为的原位观察[D].中北大学.2019
[4].高宬宬,王新华,陈迎春,王云琨.热加工过程中微裂纹扩展的分子动力学模拟[J].热加工工艺.2018
[5].高国东,邢永明.聚合物微裂纹扩展的声发射监测与特征参量提取[J].内蒙古工业大学学报(自然科学版).2018
[6].冯玉玺.Nb替位方式及浓度对γ-TiAl合金微裂纹扩展的影响研究[D].兰州理工大学.2018
[7].司皇腾.温度对多晶γ-TiAl合金中微裂纹扩展影响的分子动力学模拟[D].兰州理工大学.2018
[8].苟凯.微裂纹区对主裂纹扩展的影响[J].四川理工学院学报(自然科学版).2017
[9].孟岩,黄栋,冯振勇,张道弛,胡楠.不同组织TA15钛合金等温拉伸微裂纹扩展规律的有限元建模研究[J].塑性工程学报.2017
[10].卢建涛.γ-TiAl合金微裂纹扩展的研究[D].兰州理工大学.2017
论文知识图
