金属材料疲劳研究综述
几种常用的金属材料疲劳极限试验方法
几种常用的金属材料疲劳极限试验方法何雪浤;谢伟涛【摘要】金属疲劳试验用于测定金属材料的许用疲劳应力,绘制材料的疲劳曲线,进而在交变应力下测定金属材料的疲劳极限.疲劳研究的试验方法有很多,该文根据有关国家标准和现有文献资料对一些常用疲劳试验方法进行了综述,包括单点疲劳试验法、升降法疲劳试验、高频振动疲劳试验法、超声波法疲劳试验、红外热像技术疲劳试验方法,并对每种疲劳试验方法的试验目的、适用条件、试验试样、所需仪器、具体步骤和数据处理进行了介绍.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2015(051)006【总页数】6页(P388-393)【关键词】疲劳试验;试验方法;疲劳曲线;疲劳极限;疲劳寿命【作者】何雪浤;谢伟涛【作者单位】东北大学机械工程与自动化学院,沈阳110004;东北大学机械工程与自动化学院,沈阳110004【正文语种】中文【中图分类】TG115.5金属材料疲劳试验是通过模拟结构或部件的实际工作状况，在试验室内测定材料的疲劳曲线，为设计、选材及选择工艺提供依据的方法，用以估计结构或部件的疲劳特性和设法提高疲劳抗力，延迟或避免疲劳破坏。
疲劳试验可以预测材料或构件在交变载荷作用下的疲劳强度，一般该类试验周期较长，所需设备比较复杂，但是由于一般的力学试验如静力拉伸、硬度和冲击试验，都不能够提供材料在反复交变载荷作用下的性能［1］，因此对于重要的零构件进行疲劳试验是必须的。
金属材料疲劳试验的一些常用试验方法通常包括单点疲劳试验法［2］、升降法［3］、高频振动试验法［4］、超声疲劳试验法［5］、红外热像技术疲劳试验方法［6］等。
其中单点疲劳试验法操作简单方便、所用时间较短，但测得的结果不是很精准；升降法在常规疲劳试验中是比较精准而又常用的一种方法；高频振动疲劳试验弥补了常规疲劳试验缺少高频率的不足，满足一些在高频率环境下服役材料的疲劳性能研究；超声疲劳试验提供了高效率的加速疲劳试验方案，容易得到高周疲劳试验数据；红外热像疲劳试验是一种能量方法的疲劳研究，试验所用试样少、快速而又精准。
金属疲劳损伤全寿命过程及工程应用综述
金属疲劳损伤全寿命过程及工程应用综述
彭艳;张伟;李如俊;李玉雪;邵为义
【期刊名称】《塑性工程学报》
【年(卷),期】2024(31)4
【摘要】金属疲劳损伤过程复杂,不同载荷类型与服役环境下金属疲劳损伤机理、变形特性和破坏模式存在较大差异。
将疲劳损伤全寿命过程按照循环寿命周次划分为超高周、高周、低周和裂纹扩展4个类别,根据变形响应特性和变形机理特征阐述了各类别疲劳损伤的研究现状及发展趋势,涉及宏观尺度、微细观尺度和宏细微观多尺度理论体系。
同时结合工程实际案例,以轧辊和燕尾榫作为代表性构件,分析其疲劳损伤行为与影响因素,探讨了目前疲劳理论在工程实践中的应用及挑战,旨在为金属疲劳损伤全寿命理论体系的完善和关键部件健康质量管控提供理论依据和技术指导。
【总页数】14页(P117-130)
【作者】彭艳;张伟;李如俊;李玉雪;邵为义
【作者单位】燕山大学起重机械关键技术全国重点实验室;燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心;燕山大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】O346.2
【相关文献】
1.预估金属构件疲劳全寿命的损伤力学-有限元法
2.基于临界面损伤参量的金属材料多轴疲劳寿命预测
3.金属焊接接头疲劳寿命延长技术综述
4.基于损伤力学的金属构件概率疲劳寿命预测方法
5.基于腐蚀损伤和裂纹损伤的金属结构疲劳寿命研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
材料疲劳实验报告
材料疲劳实验报告1. 实验目的材料疲劳实验是为了研究材料在长期重复加载下的性能变化规律，探究材料的疲劳寿命及疲劳行为。
本次实验旨在通过不同载荷条件下对金属材料进行疲劳实验，分析其疲劳寿命及疲劳失效模式。
2. 实验原理疲劳材料学认为，在材料受到交变载荷作用时，由于局部应力和变形的聚焦作用，会造成材料内部微小损伤积累，最终导致材料疲劳失效。
实验中常用的参数包括应力幅、载荷周期、载荷频率等。
3. 实验设备及材料本次实验采用了一台电子疲劳试验机，可实现不同载荷条件下的疲劳加载。
实验材料选用了工业中常见的金属材料，如钢、铝等，以进行疲劳实验。
4. 实验方法（1）根据实验要求确定不同载荷条件下的疲劳试验方案，包括载荷幅值、载荷周期等参数；（2）将待测材料制备成标准试样，并在试验机上装夹好；（3）依据设定的疲劳试验方案进行试验，并根据试验机读数记录实验数据；（4）当达到设定的疲劳寿命或发生疲劳失效时停止试验，记录试验结果。
5. 实验结果及分析经过一系列的疲劳实验，我们得到了不同载荷条件下金属材料的疲劳寿命数据。
通过对数据进行分析，我们可以发现随着载荷幅值的增加，材料的疲劳寿命逐渐减小，疲劳失效模式也呈现出明显的变化。
此外，不同金属材料在疲劳实验中表现出不同的特性，例如某一种金属在高强度载荷下疲劳寿命更长等。
6. 实验结论通过本次材料疲劳实验，我们深入了解了材料在疲劳加载下的性能表现及疲劳寿命规律。
我们可以通过调整载荷条件来延长材料的疲劳寿命，提高其耐久性。
疲劳实验为材料科学领域的研究提供了重要的参考依据。
7. 结语本次实验不仅增进了我们对材料疲劳行为的认识，同时也对未来的相关研究工作起到了积极的推动作用。
期待通过更多的研究和实验，为材料科学领域的发展做出更大的贡献。
金属材料疲劳裂纹扩展研究综述
内容摘要
海洋钢结构在海洋环境中承受着复杂的力学环境和疲劳载荷。疲劳裂纹扩展 是导致其结构破坏的主要原因之一，因此，对海洋钢结构的疲劳裂纹扩展进行准 确预报具有重要意义。本次演示主要探讨一种单一扩展率曲线模型在海洋钢结构 疲劳裂纹扩展预报中的应用。
一、单一扩展率曲线模型
一、单一扩展率曲线模型
单一扩展率曲线模型是一种基于应力强度因子和应力循环次数的关系来预测 裂纹扩展的方法。它假定裂纹扩展速率仅与应力强度因子幅值和应力循环次数有 关，而与应力的其它参数如平均应力、应力比等无关。这种模型的优点是能够用 一条曲线来描述裂纹扩展的全过程，简洁直观。
4、金属材料疲劳裂纹扩展的应用领域和未来研究方向
未来研究方向主要包括以下几个方面：首先是深入研究金属材料疲劳裂纹扩 展的机理和影响因素，以进一步揭示其本质和规律；其次是发展更加准确、高效 的研究方法和技术手段，以更好地模拟和分析材料的疲劳裂纹扩展行为；第三是 加强针对不同约束条件下的裂纹扩展模型和实验方法的研究，以更好地应用于实 际工程中；最后是拓展金属材料疲劳裂纹扩展的应用领域，如智能材料、生物医 用材料等领域，以发挥其更加广泛的作用。
在几何约束条件下，裂纹扩展模型主要考虑材料的几何特征、裂纹形状和扩 展方向等因素。在物理约束条件下，需要考虑材料的物理性质、力学性能和化学 成分等因素对裂纹扩展的影响。在工程约束条件下，需要考虑实际工程中材料的 服役条件、载荷形式和工作环境等因素对裂纹扩展的影响。
3、基于不同约束条件下的裂纹扩展模型和实验方法
主体部分
1、金属材料疲劳裂纹扩展的机 理和影响因素
1、金属材料疲劳裂纹扩展的机理和影响因素
金属材料疲劳裂纹扩展的机理主要包括应力腐蚀、疲劳裂纹扩展和断裂力学 等。应力腐蚀主要指在应力和腐蚀介质共同作用下，材料内部产生微裂纹并逐渐 扩展的现象。疲劳裂纹扩展则是在循环载荷作用下，材料内部初始裂纹发生疲劳 扩展的过程。断裂力学则是从材料的力学性能出发，研究裂纹扩展的规律和预测 材料的断裂行为。
综述-铝合金疲劳及断口分析报告
文献综述（2011级）设计题目铝合金疲劳及断口分析学生姓名胡伟学号*********专业班级金属材料工程2011级03班指导教师黄俊老师院系名称材料科学与工程学院2015年4月12日铝合金疲劳及断口分析1 绪论1.1 引言7系铝合金包括Al-Zn-Mg 系和Al-Zn-Mg-Cu 系合金，此类合金具有密度低、比强度高、良好的加工性能及优良的焊接性能等一系列优点。
随着应用在铝合金上的热处理工艺及微合金化技术的不断改进，其力学性能被大幅度强化，综合性能也得到了全面提升。
在航空航天、建筑、车辆、、桥梁、工兵装备和大型压力容器等方面都得到了广泛的应用。
现代工业的飞速发展，对7 系铝合金的强度、韧性以及抗应力腐蚀性能等提出了更高的要求。
但是，存在另外一个现象，在各行各业的领域中，铝合金设备偶尔会出现难以察觉的断裂，在断裂之前很难甚至无法察觉到一点塑性变形。
这种断裂形式，对人身以及财产安全造成了不可挽回的损失。
经过大量实验表明，这些断裂是由于材料的疲劳引起，材料在交变载荷的长期作用下，表面或者内部，尤其是内部会产生微观裂纹。
本文主要研究铝合金疲劳引起的裂纹以及疲劳断口分析，此类研究对于日后的生产安全，有重大意义。
1.2 7系铝合金的发展历史在20世纪20年代，德国的科学家研制出Al-Zn-Mg系合金，由于该合金抗应力腐蚀性能太差，并未得到产业内应用。
在20世纪30年代初一直到二战结束期间，各个国家在研究中发现，Cu元素可以提高铝合金的抗应力腐蚀性能。
在此，开发了大量Al-Zn-Mg 系合金，因此忽视了对Al-Zn-Mg 系合金的研究。
德、美、苏、法等国在Al-Zn-Mg-Cu 系合金基础上成功地开发了7075 、B93 和D。
T。
D683 等合金。
目前正广泛应用在航空航天事业上，但是强度、韧性、抗应力腐蚀性能三者之间未能实现最佳组合状态。
20世纪50年代，德国科学家公布了具有优良焊接性能的合金AlZnMg1 和AlZnMg2，引起了人们对Al-Zn-Mg系合金的重视。
金属疲劳寿命的研究现状
金属疲劳寿命的研究现状The Researching Progress about Fatigue Life of Metal Materi 摘要：金属材料的疲劳不易被发现，且影响疲劳寿命的因素很多目前预测方法主要有:名义应力法,局部应力应变法,断裂力学法等。
简述了当前国内外在这方面的研究进展,以及疲劳寿命预测在结构寿命设计及损伤容限设计上的重要意义。
关键词：金属材料疲劳寿命寿命预测Abstract：It is not easy to find the metal material fatigue life. And there are many objectives affect the metal material fatigue life Nowdays,the prediction methods are nominal stress method,local stress-strain method, fracture force mechanics method,etc.This paper introduced the recent researching progress in the world,and introduced the important significance of fatigue life prediction in structure life design and damage limitation design.Key words: metal material; fatigue life; Life prediction一．引言随着人们生活水平的日益提高,金属也越来越广泛地应用于各行各业,因而金属的疲劳性能也越来越被人们关注。
什么是金属的疲劳?这里引用美国试验与材料协会(ASTM)在“疲劳试验及数据统计分析之有关术语的标准定义”(ASTM E206-72)中所作的定义:在某点或某些点承受扰动应力,且在足够多的循环扰动作用之后形成裂纹或完全断裂的材料中所发生的局部的、永久结构变化的发展过程,称为疲劳由于金属材料的疲劳一般难以发现，因此常常造成突然的事故。
增材制造金属材料的疲劳性能研究综述
增材制造金属材料的疲劳性能研究综述1增材制造技术简介增材制造(addictivemanufacturing,以下简称AM)即为人们熟知的3D打卬技术，其原理可概括为•分层制造，逐层叠加”。
与传统的制造方法如铳刨磨(通常被称为减材制造)相比，AM具有很多优势，如无材料浪费、可制造复杂几何形状零件等。
金属AM的类别包括：定向能量沉积(DED),粉末床熔敷(PBF) 和薄板层压(SL)o DED用于修理和翻新金属零件及大规模制造，PBF 用于生产需要高分辨率和严格的建造精度的复杂几何形状，而SL具有连接异种金属以生产具有特定性能的部件的能力。
2增材制造材料的宏观特性和微观结构AM材料以光聚合物和热塑材料为主，金属AM由于面临问题众多，例如生产效率、质量稳定性、成本控制方面不能满足商业化生产需求，导致其占比很小，但近年来，金属AM在航空航天等领域的高速发展使其成为AM的一个发展方向。
钛及钛合金可制造高性能零件，但传统加工成本高、时间长，AM致力于解决这些问题，是金属AM应用最广的材料，目前用于航空航天的TI-6AI-4V正被广泛研究。
Ti-6AI-4V在室温下由V稳定的体心立方堆积p相和AI稳定的密排六方堆积c(相组成。
AM的Ti-6AI-4V具有精细的网状组织，这是因为在AM a程中，材料经历复杂的热循环，这涉及到高于熔化温度的快速加热和在热源移动之后熔融材料的快速凝固，以及大量的重新加热和重新冷却，导致所形成微观结构不平衡，即AM材料常常表现出各向异性，这使得其微观结构的建模具有挑战。
3疲劳性能分析3.1疲劳性能的研究价值金属AM零件在应用中的关注点是其抗疲劳性，为了在零件中采用AM技术，疲劳载荷下的材料性能必须量化且可重复。
布兰德尔等人使用计算机断层扫描技术来识别材料缺陷，并使用线性弹性断裂力学软件来模拟这些缺陷对AM Ti-6AI-4V疲劳寿命的影响。
这些表明断裂力学的方法可用于评估AM金属及合金的性能，对量化且评估AM零件材料性能都具有指导意义。
7050铝合金Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹研究
doi: 10.11857/j.issn.1674-5124.20200300807050铝合金Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹研究王连庆1， 可 进2,3， 王红缨1(1. 北京科技大学 新金属材料国家重点实验室，北京 100083; 2. 北京科技大学数理学院，北京 100083;3. 中建三局工程设计有限公司，湖北 武汉 430000)摘 要: 为研究7050铝合金在Ⅰ-Ⅱ型复合加载下疲劳裂纹扩展规律，在Amsler HFP5000高频试验机上利用Richard 加载装置，完成紧凑拉剪（CTS ）试样疲劳裂纹扩展试验，利用有限元对Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹进行数值模拟，采用APDL 命令流计算不同裂纹长度的应力强度因子，并引入最大周向应力准则计算裂纹扩展角，用有限元计算等效应力强度因子，并绘制不同加载角下的疲劳裂纹扩展速率曲线，在扫描电镜下观察裂纹扩展断口，分析断口形貌。
研究结果表明：有限元数值模拟预测Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹扩展角与试验值基本一致；引入当量应力强度因子后不同加载角下的I-Ⅱ型裂纹扩展速率曲线与Ⅰ裂纹的曲线基本重合；扫描电镜下疲劳断口为准解理断裂，断口的粗糙度与加载角有关，加载角越小，断口表面越粗糙。
关键词: Ⅰ-Ⅱ复合加载; 裂纹扩展路径; 裂纹扩展速率; 断口形貌中图分类号: O346.1文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2021)01–0139–08Investigation on mixed mode Ⅰ-Ⅱ fatigue crack of 7050 aluminum alloyWANG Lianqing 1, KE Jin 2,3, WANG Hongying 1(1. The State Key Lab for Advanced Metals & Materials, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China; 2. School of Mathematics and Physics, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China; 3. China Construction Third Bureau Engineering Design Co., Ltd., Wuhan 430000, China)Abstract : In order to investigate the fatigue crack growth of 7050 aluminum alloy under mixed mode Ⅰ-Ⅱloading, the fatigue tests of crack propagation were carried out on Amsler HFP5000 machine by using CTS test specimens and the Richard loading device. The numerical simulation of mixed mode Ⅰ-Ⅱ fatigue crack was carried out by using the finite element method, the stress intensity factor of different crack length was calculated by using APDL command flow, the crack growth angle was calculated by using the maximum hoop stress criterion, and the curves of fatigue crack growth were drawn. The fracture surface was observed by using SEM, and the fracture morphology was analyzed. It was found that the crack growth angle under mixed mode Ⅰ-Ⅱ loading calculated by using FEM numerical simulation is basically consistent with the experimental value. The curves of crack growth rate under different loading angles are basically coincident with that of type Ⅰ crack after introducing the equivalent stress intensity factor. The fatigue fracture is quasi-cleavage fracture under SEM, the roughness of fracture is related to the loading angle, and the smaller the loading angle is, the收稿日期: 2020-03-18；收到修改稿日期: 2020-06-24基金项目: 国家自然科学基金委大科学装置联合基金培育项目（U2032121）作者简介: 王连庆（1967-），男，黑龙江安达市人，高级工程师，博士，主要从事材料疲劳断裂测试与研究。
MOF材料综述范文
MOF材料综述范文MOF材料，即金属-有机骨架材料（Metal-Organic Frameworks），是一类由金属离子或金属簇与有机配体组成的晶体材料。
MOF材料由于其独特的结构和性质，成为材料科学研究的热点之一、本文将对MOF材料的合成方法、结构特点及应用进行综述。
首先，MOF材料的合成方法非常多样化。
传统的方法包括溶剂热法、溶剂热水热法、溶剂热微波法等。
这些方法主要通过金属离子与有机配体之间的配位反应来制备MOF材料。
随着技术的发展，还出现了一些新的合成方法，如光化学合成、电化学合成和生物合成等。
这些新的合成方法实现了对MOF材料的可控制备，有助于提高材料的结晶度和纯度。
其次，MOF材料具有多样的结构特点。
MOF材料的结构由金属离子或金属簇与有机配体之间的配位键构成。
各种不同的配体和金属离子可以形成不同的结构，如单个金属中心结构、双金属中心结构和多金属中心结构等。
此外，MOF材料还具有可调控的孔隙结构，可以根据实际需求进行设计和调控。
这种多孔结构使MOF材料具有高比表面积和多功能特性，有利于其在催化、吸附和存储等领域的应用。
最后，MOF材料在各个领域具有广泛的应用。
首先，MOF材料在气体吸附与分离方面有重要应用。
MOF材料具有高度可调控的孔隙结构和大的比表面积，可以用于高效吸附和分离气体分子。
其次，MOF材料在催化领域也有重要的应用。
MOF材料可以作为催化剂的载体或催化剂本身，用于有机反应和氧化反应等。
此外，MOF材料还具有在气体存储、传感器、光催化和电催化等领域的应用潜力。
总之，MOF材料作为一类独特的晶体材料，在合成方法、结构特点和应用方面都具有许多研究价值。
随着对MOF材料的深入研究，相信会有更多的新材料和新应用被发现。
常见的金属材料高温疲劳-蠕变寿命估算方法
常见的⾦属材料⾼温疲劳-蠕变寿命估算⽅法在⼯程上，许多结构部件长期运⾏在⾼温条件下，如⽕⼒发电设备中的汽轮机、锅炉和主蒸汽管道，⽯油化⼯系统中的⾼温⾼压反应容器和管道，它们除了受到正常的⼯作应⼒外，还需承受其它的附加应⼒以及循环应⼒和快速较⼤范围内的温度波动等作⽤，因此其寿命往往受到蠕变、疲劳和蠕变-疲劳交互作⽤等多种机制的制约。
疲劳-蠕变交互作⽤是⾼温环境下承受循环载荷的设备失效的主要机理，其寿命预测对⾼温设备的选材、设计和安全评估有⼗分重⼤的意义，⼀直是⼯程界和学术界⽐较关⼼的问题，很多学者提出了相应的寿命预测模型。
本⽂对常见的寿命估算⽅法进⾏简单的介绍。
”寿命-时间分数法对于疲劳-蠕变交互作⽤的寿命估算问题主要采⽤线性累积损伤法，⼜叫寿命-时间分数法。
寿命时间分数法认为材料疲劳蠕变交互作⽤的损伤为疲劳损伤和蠕变损伤的线性累积，如下式所⽰：其中Nf为疲劳寿命，从ni为疲劳循环周次，tr为蠕变破坏时间，t为蠕变保持时间。
该⽅法将分别计算得到的疲劳损伤量和蠕变损伤量进⾏简单的相加，得到总的损伤量，计算⼗分简单，不过需要获得相应温度环境下纯蠕变和纯疲劳的试验数据。
由于该⽅法没有考虑疲劳和蠕变的交互作⽤，其计算结果和精度较差。
为了克服不⾜，提⾼计算精度，研究⼈员提出了多种改进形式。
例如谢锡善的修正式如下：Lagneborg提出的修正式如下：上述式⼦中，n为交互蠕变损伤指数，1/n为交互疲劳损伤指数，A、B为交互作⽤系数。
两个修正表达式均增加了交互项，可以⽤来调整累积损伤法的预测结果和实验结果之间误差，极⼤地提⾼了预测结果的可靠性。
频率修正法(FM法)及频率分离法(FS法)⽬前，⼯程上⼴泛使⽤的疲劳-蠕变寿命估算⽅法⼤多数都是基于应变控制模式的估算⽅法。
频率修正法是Coffin提出来的，认为低周疲劳中主要损伤是由塑性应变所引起的，Eckel在此基础上提出以下公式：式中：tf为破坏时间，K为依赖温度的材料常数，ϑ为频率，Δεp为塑性应变范围。
金属焊接接头疲劳寿命延长技术综述
金属焊接接头疲劳寿命延长技术综述摘要：金属焊接接头在工业生产中广泛应用，但由于其特殊的结构和工作环境，容易产生疲劳损伤，导致接头的寿命缩短。
为了延长金属焊接接头的疲劳寿命，需要采用一系列的技术手段，本文对这些技术进行了综述。
关键词：金属焊接接头、疲劳寿命、延长、技术一、引言金属焊接接头是工业生产中常用的连接方式之一，广泛应用于航空、汽车、船舶、建筑等领域。
然而，由于其特殊的结构和工作环境，金属焊接接头容易产生疲劳损伤，导致接头的寿命缩短。
因此，如何延长金属焊接接头的疲劳寿命成为一个重要的研究方向。
本文将综述目前常用的金属焊接接头疲劳寿命延长技术。
二、疲劳损伤机理疲劳是指在应力循环作用下，材料出现的累积损伤，最终导致材料破坏的现象。
金属焊接接头在工作过程中，受到的应力往往是循环应力，因此容易产生疲劳损伤。
疲劳损伤机理包括裂纹萌生、裂纹扩展和断裂三个阶段。
裂纹萌生阶段是指在应力作用下，金属表面出现微小的裂纹；裂纹扩展阶段是指裂纹在应力作用下不断扩展；断裂阶段是指裂纹扩展到一定程度，导致材料破坏。
三、疲劳寿命延长技术为了延长金属焊接接头的疲劳寿命，需要采用一系列的技术手段。
下面将介绍几种常用的技术。
1.材料优化材料的力学性能是影响接头疲劳寿命的重要因素之一。
因此，在设计焊接接头时，应选用具有高强度、高韧性、高耐疲劳性等特点的材料。
此外，还可以采用表面强化技术来提高材料的耐疲劳性能，例如表面喷丸、表面滚压等。
2.焊接工艺优化焊接工艺对接头的疲劳寿命影响巨大。
在焊接过程中，应注意控制焊接温度、焊接速度和焊接压力等参数，避免产生焊接缺陷。
此外，还可以采用预热、后热处理等工艺来改善接头的组织结构和力学性能，从而提高其疲劳寿命。
3.表面处理金属焊接接头的表面处理也是延长其疲劳寿命的重要手段之一。
表面处理技术包括喷涂、镀层、化学处理等。
这些技术可以在接头表面形成一层保护层，从而降低接头的疲劳损伤。
4.结构优化接头的结构也是影响其疲劳寿命的重要因素之一。
金属材料疲劳研究报告综述
金属材料疲劳研究综述摘要：人会疲劳，金属也会疲劳吗？早在100多年前，人们就发现了金属也是会疲劳的，并且发现了金属疲劳带给人们各个方面的危害，所以研究金属材料的疲劳是非常有必要的。
本文主要讲述了国外关于金属疲劳的研究进展，概述了金属产生疲劳的原因及影响因素，以及金属材料疲劳的试验方法。
关键词：金属材料疲劳裂纹疲劳寿命一．引言金属疲劳的概念，最早是由 J． V． Poncelet 于 1830 年在巴黎大学讲演时采用的。
当时，"疲劳〞一词被用来描述在周期拉压加载下材料强度的衰退。
引述美国试验与材料协会( ASTM) 在"疲劳试验及数据统计分析之有关术语的标准定义〞( EZ06-72) 中所作的定义: 在*点或*些点承受挠动应力，且在足够多的循环挠动作用之后形成裂纹或完全断裂时，材料中所发生的局部永久构造变化的开展过程，称为"疲劳〞。
金属疲劳是指材料、零构件在循环应力或循环应变作用下，在一处或几处逐渐产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。
在材料构造受到屡次重复变化的载荷作用后，应力值虽然始终没有超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低的情况下就可能发生破坏，这种在交变载荷重复作用下材料和构造的破坏现象，就叫做金属的疲劳破坏。
据统计金属材料失效80%是由于疲劳引起的，且表现为突然断裂，无论材料为韧性材料还是塑性材料都表现为突然断裂，危害极大，所以研究金属的疲劳是非常有必要的。
由于金属材料的疲劳一般难以发现，因此常常造成突然的事故。
早在100多年以前，人们就发现了金属疲劳给各个方面带来的损害。
由于但是条件的限制，还不能查明疲劳破坏的原因。
在第二次世界大战期间，美国的5000艘货船共发生1000屡次破坏事故，有238艘完全报废，其局部要归咎于金属的疲劳。
2002年 5 月，华航一架波音747-200 型客机在由中正机场飞往机场途中空中解体，19 名机组人员及 206名乘客全部遇难。
钢结构疲劳裂纹萌生寿命预测方法研究综述
钢结构疲劳裂纹萌生寿命预测方法研究综述全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：钢结构是工程领域中常用的一种结构形式，而疲劳裂纹是钢结构中常见的一种病害现象。
对于钢结构的疲劳裂纹萌生寿命预测方法的研究，一直是结构工程领域的研究热点之一。
本文将就钢结构疲劳裂纹萌生寿命预测方法进行综述，包括方法的基本原理、常用的预测模型和方法、研究现状及存在的问题和挑战等方面展开讨论。
一、基本原理钢结构在使用过程中经受外部荷载的作用，从而会引起材料的疲劳损伤，导致裂纹的萌生和扩展。
裂纹的萌生寿命是指裂纹在结构中最初出现的时间点，对材料的寿命和结构的安全性具有重要意义。
裂纹萌生寿命预测方法的基本原理是基于金属材料在不同应力水平下的疲劳性能曲线，通过对材料的疲劳寿命曲线进行分析和计算，得出裂纹在特定应力水平下的寿命预测值。
二、常用的预测模型和方法1. 总寿命法：总寿命法是最常用的一种预测方法，它是通过计算材料的疲劳寿命曲线和结构实际受力情况来确定裂纹萌生寿命。
总寿命法可以简化计算过程，但对结构的实际工作条件要求较高。
2. 参数法：参数法是通过疲劳试验得到的一组参数来描述材料的疲劳性能，然后根据参数来计算裂纹的萌生寿命。
参数法的优点是预测准确性高，但需要大量的试验数据和参数识别。
3. 损伤累积法：损伤累积法是基于损伤力学原理，通过对裂纹扩展过程进行积分，计算裂纹的萌生寿命。
损伤累积法能够考虑到材料的非线性特性，但计算过程较为复杂。
三、研究现状目前钢结构疲劳裂纹萌生寿命预测方法的研究已取得了一定的进展，各种预测模型和方法不断被提出。
一些新颖的方法如基于深度学习的人工智能模型和基于有限元分析的数值模拟方法也逐渐被应用到裂纹萌生寿命预测中。
这些方法的出现使得预测的准确性和效率得到了进一步提高。
四、存在的问题和挑战在钢结构疲劳裂纹萌生寿命预测方法的研究中，仍然存在一些问题和挑战。
材料的疲劳性能是受到多种因素影响的，如应力幅值、载荷类型、环境条件等，如何综合考虑这些因素对裂纹寿命的影响仍需进一步研究。
复合材料综述
复合材料综述复合材料姓名：鲁天阳学号：040204186班级：材料044复合材料综述前言材料是人类赖以生存和发展的物质基础。
20世纪70年代人们把信息、能源、材料作为社会文明的支柱；80年代以高科技群为代表的新技术革命，又把新材料与信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。
这主要是因为材料是国民经济建设、国防建设与人民生活所不可须臾缺少的重要组成部分。
复合材料作为材料科学中一支独立的新的科学分支，已得到广泛重视，正日益发展，并在许多工业部门得到广泛应用，成为当今高科技发展中新材料开发的一个重要方向。
本综述对复合材料的发展、分类、基本性能进行了大概的介绍，并介绍了中国复合材料发展现状和前景。
正文复合材料简介：定义：复合材料是由两种和两种以上的材料通过先进的材料制备技术组合而成的一种多相材料。
复合材料具有以下几点含义：（1）复合材料的组分是人们有意选择和设计的。
（2）复合材料必须是人工制造的。
（3）复合材料必须由两种和两种以上化学及物理性质不同的材料组成。
（4）复合材料既保持各组分材料性能的优点，又具有单一组元不具备的优良性能。
复合材料的发展概况：人类发展的历史证明，材料是社会进步的物质基础和先导，是人类进步的里程碑，纵观人类利用材料的历史，可以清楚的看到，每一种重要材料的发现和利用，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平，给社会生产力和人类生活带来巨大的变化。
当前以信息、生命和材料三大科学为基础的世界规模的新技术革命风涌兴起，它将人类的物质文明推向一个新的阶段。
在新型材料的研究、开发和应用，在特种性能的充分发挥以及传统材料的改性等诸多方面，材料学都肩负着重要历史使命。
近30年来，科学技术迅速发展，特别是尖端科学技术的突飞猛进，对材料性能提出越来越高、越来越严和越来越多的要求。
在许多方面，传统的单一材料不能满足实际需要，这些都促进了人们对材料的研究逐步摆脱过去单纯靠经验的摸索方法，而向着按预定性能设计新材料的研究方向发展。
Ti-Ni基形状记忆合金综述
Ti-Ni基形状记忆合金综述摘要形状记忆合金是现代一种新型功能材料,本文介绍了Ti-Ni基记忆合金的的相关重要概念，并且详细介绍了Ti-Ni基合金的相变与性能特点及其影响因素，同时对其应用做了一定的描述。
关键词：Ti-Ni基形状记忆合金、功能材料、性能、影响、应用1 前言形状记忆合金是70年代开发韵新型功能材料，其中Ti-Ni合金已在航天器件、仪表、控温及医疗机具上的应用，有希望在能源工业中发挥作用。
新的形状记忆材料和一些新的用途正在不断地开拓中。
形状记忆合金及台媳陶瓷的记忆材料都由马氏体相变爰其逆相变导致形状记忆效应。
目前在总结以往工作的基础上，对形状记忆效应的机制作些理论分析，对形状记忆材料的发展作科学的展望，开拓设计形状记忆材料的思路。
TiNi形状记忆合金(SMA)在医学领域的使用在提高人类生活质量方面发挥了巨大的作用。
然而，钛合金植入人体后，在体液中不可避免地会发生腐蚀。
腐蚀不仅会降低金属材料的力学和机械性能，甚至会导致值入失效，而且，溶入体液的Al、V、Ni离子对周围组织会产生一定的副作用，严重的则引发组织病变或癌变。
因此，医用材料的耐蚀性研究对于保障其在人体的安全使用具有十分重要的现实意义。
80年代初，经历了将近20年的时间，科学研究工作者们终于突破了TiNi合金研究中的难点。
从那以后，形状记忆合金成了许多国家的热门学科，多次出现形状记忆合金学术会议的与会者暴满，甚至不得不临时变更会场。
在形状记忆合金研究方面所发表的论文数很快跃居马氏体相变研究领域之最。
不仅如此，形状记忆合金在工业界也开始受到了极大的重视。
形状记忆合金在应用开发中申请的专利已逾万件。
在市场上付诸实际应用的例子已有上百种。
应用所涉及的领域极其广泛，包括电子、机械、宇航、运输、建筑、化学、医疗、能源、家电以及日常生活用品等，几乎涉及产业界的所有领域。
2 相关概念2.1 形状记忆效应一般金属材料收到外力作用后，首先发生弹性变形，达到屈服点，金属就产生塑性变形，应力消除后就产生了永久变形。
210980604_金属材料损伤理论模型的研究综述★
c. andt
he
s
ede
f
e
c
t
ss
e
r
i
ous
l
e
s
t
r
i
c
tt
hep
r
oc
e
s
s
i
ngo
fme
t
a
land
yr
,
i
t
spe
r
f
o
rmanc
eimpr
ovemen
t.The
r
e
f
o
r
et
hecon
t
i
nuousdamage me
chan
i
c
st
heo
r
hef
i
ne
yandt
v
i
ew o
ft
hedamage me
其形式非常适合于有
限元程序模拟及其验证,
而且该模型一直在不断地完善与优化。
关键词:
裂纹;
损伤;
力学损伤模型;
预测;
综述
中图分类号:
TG3
1
4.
3
文献标识码:
A
/
DO
I:
1
0.
1
6
3
5
5
c
n
k
i.
i
s
s
n
1
0
0
7
9
4
3
2
t
u
t.
2
0
2
3.
0
2.
0
0
1
j.
金属焊接接头疲劳寿命延长技术综述
金属焊接接头疲劳寿命延长技术综述发布时间：2023-03-08T03:19:28.149Z 来源：《福光技术》2023年3期作者：张新勇马季邓淼江[导读] 疲劳断裂是金属构件在循环或交变载荷作用下长期服役过程中的主要失效形式。
中国石油乌鲁木齐石化公司检维修中心新疆乌鲁木齐 830019摘要：疲劳断裂是金属构件在循环或交变载荷作用下长期服役过程中的主要失效形式。
焊接是重要的金属成型方法，焊接接头是同种金属或异种金属连接的部位，是焊接金属构件上组织结构和力学性能的渐变区。
由于金属构件服役的环境越来越苛刻，长期在循环或交变载荷作用下服役时，焊接接头的疲劳问题也越来越突出。
因此，如何延长金属构件焊接接头疲劳寿命已经成为广泛关注的重要科学问题。
关键词：疲劳寿命；焊缝形状修饰法；焊缝残余应力法；低相变点材料；随着焊接件在工程中的应用越来越广泛，静载荷下焊接件失效行为的研究也越来越多，焊接件静载失效的控制方法已经发展得比较成熟。
由于焊接件服役工况越来越复杂，焊缝作为焊接件薄弱环节而引发的疲劳断裂失效越来越引人注目，它已经成为焊接工程中关系焊接构件服役安全的亟待解决的科学和技术问题。
1 金属焊接金属焊接是一种给金属塑形或者连接的手段，通过焊接手段使金属形成焊缝，再进行金属的塑形或者连接工作。
金属焊接的方法种类繁多，据粗略统计仅焊接方法就有40余种，其中最常用的焊接方法为熔焊、压焊与钎焊。
熔焊方法最简单，是利用高温将金属材料焊接口附近的金属进行融化，再将金属进行连接，待焊接口冷却后熔焊工作便完成了。
压焊是一种利用压强进行焊接的方式，这种方式不需要对焊接口进行金属熔化作业，在压焊中最常见的焊接方式为电阻对焊，在电流通过焊接金属时，由于电阻的关系而使金属材料升温，当金属温度达到焊接条件时通过压力将2块金属材料牢牢地结合在一起，这种工艺方便操作，且焊接质量较高，同时还是一种十分清洁的焊接方式。
钎焊简单而言是一种通过融化钎料进行金属焊接的手段，钎焊是一种最方便快捷的金属焊接方式之一。
合金弹簧钢的疲劳性能改善技术研究
合金弹簧钢的疲劳性能改善技术研究引言：合金弹簧钢由于其高强度、良好的弹性和抗氧化性能，在工业制造中起着重要作用。
然而，长期以来，合金弹簧钢在使用过程中所遇到的疲劳问题一直是制约其应用的关键因素。
为了提高弹簧钢的疲劳性能，许多研究者已经投入了大量的努力。
本文旨在对合金弹簧钢的疲劳性能改善技术进行综述和分析。
1. 疲劳性能的评估与测试方法疲劳性能是衡量材料在长期循环加载下承受力量的能力，因此，准确的评估和测试方法对于改善合金弹簧钢的疲劳性能非常重要。
常用的测试方法包括疲劳寿命测试、疲劳裂纹扩展测试和疲劳寿命预测模型的建立。
通过这些测试方法，我们可以评估材料的抗疲劳性能，并为后续的改善工作提供参考。
2. 材料结构与成分的优化合金弹簧钢的组织结构和成分对其疲劳性能起着决定性的影响。
通过优化合金弹簧钢的组织结构和成分，可以改善其抗疲劳性能。
例如，合金化处理可以提高弹簧钢的强度和韧性，从而提高其抗疲劳性能。
此外，合适的热处理工艺也有助于改善弹簧钢的组织结构，减少内部缺陷和残余应力，提高其抗疲劳性能。
3. 表面处理技术的应用表面处理技术是改善合金弹簧钢疲劳性能的关键技术之一。
通过表面处理，可以提高弹簧钢的耐腐蚀性和抗疲劳性能，延长其使用寿命。
常用的表面处理技术包括磷化、热浸镀、电化学表面改性和纳米涂层技术等。
这些技术可以形成保护层，提高弹簧钢表面的硬度和耐磨性，从而减少表面裂纹和缺陷的产生，提高其抗疲劳性能。
4. 微观结构和缺陷控制合金弹簧钢的微观结构和缺陷对其疲劳性能具有重要影响。
因此，控制合金弹簧钢的微观结构和缺陷是改善其疲劳性能的另一关键技术。
常用的控制方法包括热处理、等离子体诱导表面改性和金属陶瓷复合材料的应用。
这些方法可以促进合金弹簧钢晶粒细化和缺陷修复，提高其抗疲劳性能。
5. 应力和载荷控制技术合金弹簧钢在使用过程中受到不同类型的应力和载荷的作用，如静态载荷、动态载荷和变幅载荷。
合理的应力和载荷控制技术可以减少合金弹簧钢的疲劳损伤，延长其使用寿命。
疲劳与断裂综述
论文题目：疲劳与断裂综述院（系）材料与化工学院专业材料工程姓名学号目录1 绪论 (3)1.1 疲劳及断裂力学发展............................................. 3..1.2 疲劳与断裂力学的关系............................................ 3..1.3 疲劳设计方法4...2 疲劳现象及特点4...2.1 变动载荷和循环应力.............................................. 4..2.2 疲劳现象及特点................................................. 5...2.3 疲劳断口宏观特征................................................ 5..3 疲劳过程及机理6...3.1 疲劳裂纹萌生过程及机理........................................... 6..3.2 疲劳裂纹扩展过程及机理.......................................... 7..4 疲劳影响因素及应对措施................................................ 8..4.1 疲劳强度影响因素................................................. 8..4.2 提高疲劳强度的措施.............................................. 9..5 结束语............................................................. 1..0.1 绪论1.1 疲劳及断裂力学发展日内瓦的国际标准化组织（ISO）在1964年发表的报告《金属疲劳试验的一般原理》中给疲劳下了一个描述性定义：“金属材料在应力或应变的反复作用下所发生的性能叫疲劳” 。
点蚀坑演化过程及其对锈蚀钢材疲劳性能影响研究
点蚀坑演化过程及其对锈蚀钢材疲劳性能影响研究点蚀坑是指在锈蚀钢材表面局部形成的凹坑状蚀坑。
由于点蚀坑的形成与发展过程中存在很多微观细节，对其演化过程及其对锈蚀钢材疲劳性能的影响进行研究具有重要意义。
本文将针对点蚀坑演化过程及其对锈蚀钢材疲劳性能的影响进行综述。
点蚀坑演化过程主要分为两个阶段：初始形成阶段和进一步疏浚蚀坑阶段。
初始形成阶段是指当钢材表面遭受腐蚀性介质侵蚀时，晶体结构表面会发生氧化反应，形成氧化膜。
然而，当氧化膜变得不稳定时，局部区域的氧化膜会发生破裂，使金属与环境直接接触。
在这种情况下，腐蚀介质会进一步侵蚀金属表面，造成局部凹陷，即初始形成阶段。
进一步疏浚蚀坑阶段是指点蚀坑逐渐加深和扩展，直到发展为大面积蚀坑。
点蚀坑对锈蚀钢材的疲劳性能有着明显的影响。
首先，点蚀坑是疲劳裂纹的孕育源之一。
由于点蚀坑的不均匀形状和高应力集中效应，容易形成裂纹。
在循环荷载作用下，裂纹会逐渐扩展，最终导致材料的断裂。
其次，点蚀坑附近的材料会发生应力集中，导致材料的强度下降。
这种应力集中会引起微观缺陷的聚焦，进而增加了材料的疲劳敏感性。
此外，点蚀坑还会导致材料的表面形貌粗糙，增加了材料与环境之间的摩擦和接触面积，进一步加剧了疲劳损伤。
为了研究点蚀坑对锈蚀钢材疲劳性能的影响，许多学者进行了一系列的实验和建模分析。
实验结果表明，点蚀坑的形貌和尺寸对钢材的疲劳寿命有重要影响。
当点蚀坑较小且形状较为均匀时，疲劳寿命较长；而当点蚀坑较大或不规则时，疲劳寿命会显著下降。
此外，蚀坑底部的应力集中效应也是影响疲劳寿命的重要因素。
建模分析方法通常利用有限元方法，通过模拟点蚀坑周围的应力场来预测材料的疲劳寿命。
这些研究成果有助于制定有效的防腐措施，并提供了一定的理论指导。
综上所述，点蚀坑在锈蚀钢材上的演化过程及其对疲劳性能的影响是一个复杂而重要的研究课题。
未来的研究应进一步深入探究点蚀坑形成机制以及其与钢材疲劳寿命之间的关联，为当代锈蚀钢材的防护提供更加可靠的理论依据。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
金属材料疲劳研究综述
摘要：人会疲劳，金属也会疲劳吗？早在100多年前，人们就发现了金属也是会疲劳的，并且发现了金属疲劳带给人们各个方面的危害，所以研究金属材料的疲劳是非常有必要的。
本文主要讲述了国内外关于金属疲劳的研究进展，概述了金属产生疲劳的原因及影响因素，以及金属材料疲劳的试验方法。
关键词：金属材料疲劳裂纹疲劳寿命
一．引言
金属疲劳的概念，最早是由J．V．Poncelet 于1830 年在巴黎大学讲演时采用的。
当时，“疲劳”一词被用来描述在周期拉压加载下材料强度的衰退。
引述美国试验与材料协会( ASTM) 在“疲劳试验及数据统计分析之有关术语的标准定义”( EZ06-72) 中所作的定义: 在某点或某些点承受挠动应力，且在足够多的循环挠动作用之后形成裂纹或完全断裂时，材料中所发生的局部永久结构变化的发展过程，称为“疲劳”。
金属疲劳是指材料、零构件在循环应力或循环应变作用下，在一处或几处逐渐产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。
在材料结构受到多次重复变化的载荷作用后，应力值虽然始终没有超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低的情况下就可能发生破坏，这种在交变载荷重复作用下材料和结构的破坏现象，就叫做金属的疲劳破坏。
据统计金属材料失效80%是由于疲劳引起的，且表现为突然断裂，无论材料为韧性材料还是塑性材料都表现为突然断裂，危害极大，所以研究金属的疲劳是
非常有必要的。
由于金属材料的疲劳一般难以发现，因此常常造成突然的事故。
早在100多年以前，人们就发现了金属疲劳给各个方面带来的损害。
由于但是条件的限制，还不能查明疲劳破坏的原因。
在第二次世界大战期间，美国的5000艘货船共发生1000多次破坏事故，有238艘完全报废，其中大部分要归咎于金属的疲劳。
2002 年 5 月，华航一架波音747-200 型客机在由台湾中正机场飞往香港机场途中空中解体，19 名机组人员及206名乘客全部遇难。
调查发现，飞机后部的金属疲劳裂纹造成机体在空中解体，是导致此次空难的根本原因。
直到出现了电子显微镜之后，人类在揭开金属疲劳秘密的道路上不断取得了新的成果，才开发出一些发现和消除金属疲劳的手段。
二．金属疲劳的有关进展
1839年巴黎大学教授在讲课中首先使用了“金属疲劳”的概念。
1850一1860年德国工程师提出了应力-寿命图和疲劳极限的概念。
1870一1890年间，Gerber研究了平均应力对疲劳寿命的影响。
Goodman提出了考虑平均应力影响的简单理论。
1920年Griffith发表了关于脆性材料断裂的理论和试验结果。
发现玻璃的强度取决于所包含的微裂纹长度，Griffith理论的出现标志着断裂力学的开端。
1945年Miner用公式表达出线性积累损伤理论。
五十年代，力学理论上对提出应力强度因子K的概念。
六十年代，Manson—Coffin公式概括了塑性应变幅值和疲劳寿命之间的关系。
Paris在1963年提出疲劳裂纹扩展速率da／dN和应力强度因子幅值∆k之间的关系。
1974年，美
国空军颁布军用规范A-83444，从此断裂力学就成就为疲劳研究的重要理论工具。
50年代以后，随着断裂力学的发展和电子显微镜的应用，疲劳裂纹扩展的研究取得突飞猛进的发展。
疲劳裂纹扩展的研究在微观和宏观两方面同时展开。
在微观方面，主要是研究疲劳裂纹扩展的微观机制和相关的微观力学模型；宏观方面，主要是研究疲劳裂纹扩展的力学模型和疲劳裂纹扩展速率表达式。
人类在揭开金属疲劳秘密的道路上不断取得了新的成果，才开发出一些发现和消除金属疲劳的手段。
三．金属材料疲劳产生原因及影响因素
金属疲劳破坏是承受交变应力的机械构件高应力集中区较弱的晶粒在经过一定的循环次数以后形成微裂纹然后发展成宏观裂纹继续扩展导致最终断裂的破坏过程。
疲劳破坏以许多形式出现，包括仅有外加应力或应变波动造成的机械疲劳，循环载荷同高温联合作用引起的蠕变疲劳，受循环载荷的作用下温度也变动的热机械疲劳即热疲劳与机械疲劳的组合，在存在侵蚀性化学介质或致脆介质的环境中施加反复载荷时的腐蚀疲劳等。
机器和结构部件的失效大多是由于发生上述某一种疲劳过程造成的引起疲劳失效的循环载荷的峰值一般远远小于静态断裂分析估算出来的安全载荷。
影响疲劳的原因是多方面的，金属材料受到外力作用后，其内部即处于受胁和松弛这样一种矛盾的状态之中。
受胁表明材料内部能量升高，而松弛则可能使能量降低，松弛过程主要通过塑性变形和断裂来实现。
当金属受胁达到饱和状态而不能继续再用塑性变形或根本。