李龙彪
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151010.002
纤维增强陶瓷基复合材料(CMCs)在疲劳载荷作用下,纤维相对基体在界面脱粘区往复滑移导致其出现疲劳迟滞现象,迟滞回线包围的面积,即迟滞耗散能,可用于监测纤维增强CMCs疲劳损伤演化过程.提出了一种基于迟滞耗散能的纤维增强CMCs疲劳寿命预测方法及考虑纤维失效的迟滞回线模型,建立了迟滞耗散能、基于迟滞耗散能的损伤参数、应力-应变迟滞回线与疲劳损伤机制(多基体开裂、纤维/基体界面脱粘、界面磨损与纤维失效)之间的关系.分析了疲劳峰值应力、疲劳应力比与纤维体积分数对纤维增强CMCs疲劳寿命S-N曲线、迟滞耗散能和基于迟滞耗散能的损伤参数随循环次数变化的影响.疲劳寿命随疲劳峰值应力增加而减小,随纤维体积含量增加而增加;迟滞耗散能随疲劳峰值应力增加而增加,随应力比和纤维体积分数增加而减小;基于迟滞耗散能的损伤参数随纤维体积分数增加而减小.
关键词:
纤维增强陶瓷基复合材料
,
疲劳
,
寿命预测
,
迟滞回线
,
基体开裂
,
界面脱粘
,
纤维失效
熊缨
材料科学与工艺
传统的ASTM2%偏差法和卸载弹性法是以柔度轨迹的线性区段确定开闭口载荷(Pop和Pcl),往往因人工误差导致结果相差很大.本文注重裂纹尖端塑性变形带给柔度变化的物理意义,描述了一个载荷循环下柔度变化与裂纹开闭口以及弹塑性行为的关系,采用自行开发的高精度局部柔度测量法,针对结构钢进行了疲劳试验,记录了裂纹尖端应变与载荷关系的系列迟滞回线,并以微分法定量求出迟滞回线上的特征载荷.根据试验考察结果,分析了文献中几种疲劳裂纹扩展参量的关系.结果表明,△KRPC比△Kcl和△Kop更适合作为裂纹扩展驱动力参量.
关键词:
迟滞回线
,
柔度
,
疲劳裂纹扩展
,
裂纹尖端
,
开闭口
熊缨
金属学报
在考虑载荷循环中裂纹尖端塑性变形导致柔度变化的基础上, 对结构钢SM400B进行了疲劳测试. 提出了基于两参量修正的裂纹驱动力模型: ΔK rm drive=(K max)n(ΔK^)1-n. 在预测应力比对裂纹扩展速率的影响时, 该模型比文献中报道的ΔK=K max-K min, ΔK eff=K max-K op和Δ K*=(K max)α(Δ K+)1-α更有效
关键词:
迟滞回线
,
Compliance
,
Fatigue crack growth
,
Crack tip
谢启
,
付志强
,
岳文
,
王成彪
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.06.025
目的 研究N2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层组织结构和性能的影响,优化TiN涂层的制备工艺.方法 在不同N2流量的条件下,采用等离子体增强磁控溅射法制备TiN涂层.采用3D形貌仪和扫描电子显微镜观察涂层的表面形貌,利用X射线衍射仪测定涂层的相结构,利用显微硬度计测试涂层试样的硬度,利用球-盘摩擦磨损试验机考察涂层试样的摩擦磨损性能,利用能谱仪分析磨痕表面的化学组成.结果 N2流量小于61.5 mL/min时,增加N2流量对总气压和靶电压的影响很小;N2流量超过61.5 mL/min后,总气压和靶电压均随着N2流量的增加而显著增大.随着N2流量的增大,制备的TiN涂层X射线衍射谱中的TiN(111)、TiN(220)衍射峰强度不断增大,TiN(200)衍射峰强度先不变后突然减小.N2流量约为61.5 mL/min时,制备的TiN涂层试样的致密性最好,硬度最高.N2流量在50~61.5 mL/min范围内,制备的TiN涂层试样的磨损率较低,最低可达7.4×10-16 m3/(N·m).当N2流量超过63 mL/min后,TiN涂层试样的磨损率显著增大.结论 N2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层择优取向、硬度及摩擦磨损性能的影响较显著,N2流量约为61.5 mL/min时,制备的TiN涂层试样的硬度和耐磨性最好.
关键词:
等离子体增强磁控溅射
,
TiN涂层
,
N2流量
,
迟滞回线
,
微观结构
,
摩擦磨损性能
