基于红外热像技术的裂纹扩展研究

发布时间：2023-01-06 20:39

　　工程实际中,疲劳断裂是最主要的失效形式之一。由于疲劳失效过程中并没有明显的征兆,往往会带来灾难性的后果和巨大的经济损失,因此疲劳失效问题备受人们关注。疲劳裂纹长度及疲劳裂纹扩展速率是进行疲劳断裂评估的重要参数,准确获取疲劳裂纹长度及疲劳裂纹扩展速率具有重要意义。红外热像仪作为一种较为新兴的测温仪器,具有全场观测、“实时”测量等特点,被广泛应用到疲劳领域中,快速测定材料疲劳极限及S-N曲线的研究中。然而目前红外热像仪应用于评估裂纹扩展损伤程度的研究仍处于起步阶段。从能量的观点来看疲劳裂纹扩展是一个能量不断耗散的过程,该过程伴随着裂纹尖端附近温度升高,且裂纹扩展速率随着耗散能速率增大而增大。借助红外热像仪测得的裂纹尖端最大固有耗散源位置及耗散能演化趋势,可准确评估裂纹扩展路径、裂纹长度及裂纹扩展速率大小。并且由于红外热像仪可全场、“实时”观测,有助于分析裂纹扩展机理。本文基于红外热像技术研究裂纹扩展、评估疲劳损伤的工作主要分为以下三个方面:（1）基于断裂力学的裂纹扩展研究:主要包括系统地总结了裂纹扩展各个阶段特点以及裂纹扩展的影响因素。通过设计一组不同应力比条件下裂纹扩展速率试验,用断裂力... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

裂纹的三种受载形式

I型裂纹应力场

裂纹张开位移及裂纹尖端张开位移示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于固有耗散的材料疲劳性能快速评估方法[J]. 郭强,郭杏林,樊俊铃,侯培军,吴承伟.  力学学报. 2014(06)
[2]一种基于耗散能计算的高周疲劳参数预测方法[J]. 李源,韩旭,刘杰,姜潮.  力学学报. 2013(03)
[3]疲劳特性的红外热像定量分析方法研究进展[J]. 樊俊铃,郭杏林,吴承伟.  力学与实践. 2012(06)
[4]疲劳热像法研究综述[J]. 郭杏林,王晓钢.  力学进展. 2009(02)
[5]基于红外热象技术的金属材料疲劳性能研究方法[J]. 曾伟,韩旭,丁桦,刘浩.  机械强度. 2008(04)
[6]疲劳过程中生热机理的实验探讨[J]. 刘浩,赵军,丁桦.  实验力学. 2008(01)
[7]利用红外热像技术快速确定材料疲劳极限[J]. 刘浩,曾伟,丁桦,赵军.  力学与实践. 2007(04)
[8]热辐射应力图像分析确定裂纹尖端塑性区[J]. 王冬梅,方如华,曹正元,顾绍德.  上海力学. 1999(03)
[9]红外应力图分析方法的应用[J]. 曹正元，袁旬华，顾绍德，胡德敬.  力学与实践. 1994(03)
[10]红外应力分析的原理和方法[J]. 胡德敬,曹正元.  力学与实践. 1991(05)

博士论文
[1]疲劳耗散能及其在疲劳性能快速预测中的应用研究[D]. 李源.湖南大学 2013
[2]材料疲劳裂纹扩展和断裂定量规律的研究[D]. 王泓.西北工业大学 2002

硕士论文
[1]基于红外热像技术的应力分析关键技术研究[D]. 王喜丰.哈尔滨工业大学 2008



本文编号：3728314