任文伟
,
李聪
,
康戈文
,
邱绍宇
稀有金属材料与工程
对锆-4合金低周疲劳裂纹扩展过程进行了探索性的研究.通过分析锆-4合金低周疲劳断口在裂纹扩展方向上能量及分形维数变化趋势,发现锆-4合金动态裂纹扩展中扩展期由3个阶段组成,每一阶段的能量和分形维数都不同.A-B段的能量最小,归一化值为0～0.0156,A-B段的分形维数居中,在LL方向均值为2.2796,标准差为0.0277,在LH方向均值为2.4516,标准差为0.0592.D-E段能量远大于A-B段,归一化值为0.8754～0.9652,但分形维数最小,LL方向均值为2.2214,标准差为0.0131,LH方方向均值为2.3477,标准差为0.0550.F-H(或G-H)段能量最大,归一化值达到1,同时分形维数也达到最大,LL方向均值为2.3414,标准差为0.0704,LH方向均值为2.5398,标准差为0.0263.最后,根据二次电子成像原理以及锆-4合金低周疲劳断口的形貌特征对此现象进行了初步分析.
关键词:
锆-4合金
,
裂纹
,
扩展期
,
能量
,
分形维数
任文伟
,
康戈文
,
李聪
,
邱绍宇
,
杨永建
稀有金属材料与工程
断口表面的分形维数是断裂表面粗糙度的一种度量,它和材料的韧性相关.应用小波分解技术,用"双毯法"提取了锆-4合金低周疲劳断口在低频、水平高频、垂直高频、对角高频方向上的分形维数.结果表明锆-4合金低周疲劳断口具有分形特征;分形维数与疲劳寿命有关,疲劳寿命越高,分形维数越大;随着分解级数的增加,不同寿命的断口分维值之间差距加大,小波分解的级数越多,越能获得有效的特征量;同一断口,放大倍数不同,分形维数差异较大.低倍下(≤4000XD),随分解级数增加,对角方向上高频信号变化更复杂,分维值上升较快;高倍下(≥8000XD),断口的复杂性降低.
关键词:
Zr-4
,
分形维数
,
小波
,
疲劳寿命
任文伟
,
康戈文
,
甘春泉
,
李聪
,
邱绍宇
稀有金属材料与工程
采用基于有限元反射模型的SFS(shapefrom shading)算法对锆-4合金低周疲劳断口进行三维重建,定量描述了断口表面的三维形貌.然后,根据小岛法的基本理论,研究了断口三维形貌的分维计算方法,计算了一系列平行于断口表面的分维值.结果表明:在40%～60%高度范围内,根据小岛法作出周长L(η)-面积A(η)在双对数图上呈近似直线关系,表明Zr-4合金断口具有良好的分形特征;分形维数D变化范围为1.5809～1.6450,平均值1.6031,标准差0.0237.表明在此切割高度范围内,高度对分维值影响较小.
关键词:
锆-4合金
,
疲劳断口
,
三维重建
,
小岛法
,
分形维数
