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讲一下天成源钢铁探讨表面裂纹的成果

发布时间:2018-04-11来源:作者:

上文讲到天成源钢铁贸易探讨了在拉伸、弯曲、弯拉组合载荷作用下,不同裂纹参数对应力强度因子(加固效果)的影响规律。



结果表明,在拉伸、弯曲、弯拉组合载荷下,随着离心角θ和裂纹形状比a/c的增加,CFL加固效果的提高幅度(应力强度因子的降低幅度)逐渐减小;随着裂纹相对深度a/B的增大,在靠近试件表面附近(θ较小)CFL的加固效果显著,但当a/B<0.3时,加固效果略有下降;当a/B>0.3以后,加固效果又有所提高;


在最大应力相等的情况下,弯拉组合载荷下,随着弯拉应力比σt/σb的增大,CFL的加固效果呈缓慢下降的趋势。4)CFL加固钢板中三维表面裂纹的应力强度因子的半经验公式。


利用上述应力强度因子求解器,对在各种载荷下、不同CFL厚度、不同的裂纹形状比a/c和裂纹相对深度a/B的CFL加固钢板中三维表面裂纹的应力强度因子进行大量的有限元计算,并对计算结果进行分析和拟合,提出了在拉伸、弯曲、弯拉组合载荷作用下CFL加固钢板中半椭圆表面裂纹的应力强度因子的系列表达式。


与有限元计算结果相比,这些表达式的平均相对误差约为2.5%。5)CFL加固钢板中三维表面裂纹的疲劳扩展实验研究。结合本项目的研究背景,采用管道用材X80高强钢设计和制作试件,探讨了在弯曲载荷作用下、不同的裂纹形状比a/c和裂纹相对深度a/B的CFL加固钢板中三维表面裂纹的疲劳扩展实验方法,成功地将“位移控制勾线法”应用于该类裂纹扩展实验。


实验研究结果表明,CFL加固可以显著提高试件的疲劳裂纹扩展寿命(提高2倍以上)。6)CFL加固钢板中三维表面裂纹的疲劳扩展规律。对上述疲劳裂纹扩展实验数据进行分析,建立了采用表面疲劳裂纹在其长度和深度方向的扩展速率作为该裂纹扩展规律的评判准则;结合前述表面裂纹问题的应力强度因子的研究成果,提出了相应的疲劳裂纹扩展速率的表达式。


研究结果表明,在三点弯曲载荷作用下,CFL加固钢板中三维表面疲劳裂纹在其长度和深度方向的扩展速率都可以采用Paris公式来描述。然而,对于未加固试件,表面裂纹在其深度方向上的扩展规律比较复杂,不能简单地用Paris公式来描述。


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