机械及裂纹倾斜角对表面裂纹扩展速率的影响

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1、化工机械及裂纹倾斜角对表面裂纹扩展速率的影响-rcTtt·n(鲨量拉也(南京化工学院)斌验表明，双向载荷比压裂纹倾料角变化对表面裂拄扩展速率有较大的影响，I型和Ⅲ型裂垃扩展豇动力的共同作用是影响斜表面裂纹扩展快慢的主要因素。根据表面裂纹归一化的I型、I型应力强度因子与札向截荷比及裂纹倾斜角的关系曲线，阐述了表面裂垃在不同札向截荷儿及不同裂绽倾斜角的情'兄下裂垃扩展速率的变化规律。关键词盎画整丛器血直盎但盟盈裂垃扩●●●一展驱动力应力强度因子疲劳。对于单向载荷作用下的I型表面裂率的变化规律及主要影响因

2、素进行了探讨·纹，人们已经作了大量的理论与试验研究工I试件和试验方法作。但是，在许多工程构件中，例如薄壁容按照不同的双向载荷比，试验分成二器中，表面裂纹往往处于双向应力状态，而组。而每一组中，表面裂纹的倾斜角分别为裂纹的取向也不仅仅限于水平的I型裂纹，O。(3块试件)、3O。(3块试件)和45因此研究双向应力状态下随机取向的表面裂(2块试件)。第1组的双向载荷比P，P纹的疲劳断裂是一项非常重要的工作。本文=0(即单向加载)所用试件的形状及尺寸在双向载荷比分别为O和0．5的条件下，对见图1。第2组的双

3、向载荷比Px／P，；0．5，裂纹倾斜角分别为0。、30。和45。的浅长型表所用的十字形试件的形状及试件尺寸见图面裂纹进行了疲劳试验研究}对裂纹扩展速2。裂纹倾斜角目的定义如图1、图2所示*曾昭景，男，1948年n月生，工学博士。江苏省南京市，210009。3结论4致谢3．1应用旋叶式动态膜滤技术，不添堆试验得蓟了郝增卫、舒威，李惠破等同志的大力支持，在此表示衷心的感谢。加任何絮凝剂直接分离酶发酵液的菌体及残渣是可行的。本工艺简单，不仅节省了装置5参考文献费用，而且节省了絮凝剂和其它溶剂，减少1张树攻

4、主编．酶翩剂工业，北京科学出版社-了污染。尽管旋转叶轮消耗了一定的能量，1984但从经济角度看也是可行的。2植福乐等．食品与发酵工业，1996(2)

5、69-83．3．2旋叶式动态膜滤装置具有优良的8朱彬华等膜科学与技术-1988(8)

6、15-20抗堵塞性能，滤膜再生简便，不仅可用于酶4Wist【nanA．Ha]fldbookofEItymeB]oIe—chnMogy．2nd1985、制剂的生产，而且还可用于其它类似发酵液(收稿日期199l—n～23，修回日期1992—0l一06)的处理。第19卷第5

7、期化工机械2裂纹深度与蕺荷循环次数的关系从试验结果得出的裂纹深度a与载荷循厂—环次数N的关系曲线看，裂纹的倾斜角及所I受的双向载荷比对裂纹扩展的速率有较大的I。0影响。图3是试件SN．3、SN．6和SN．8的a—N曲线。这3块试件的尺寸大小、裂固1单向加栽的矩形试件纹几何参数、所受的载荷大小(P／P，=0)完全相同、只是裂纹倾斜角日不相同(B角分别为0。、30。和45。)，但裂纹穿透壁厚所需的载荷循环次数却相差很多。图4是在双向载荷比为0．5的载荷作用下十字形试件BN．3、BN．4和BN．8的a—N

8、曲线。这3块试件除裂纹倾斜角B分别等于0。、30。和45。外，其余诸条件相同，但裂暮纹穿透壁厚所需的载荷循环次数N也相差很多。固2十字形试件表面裂纹用电火花法加工，并经过一定N。10坎循环周次的疲劳预制。表面裂纹所在的平面垂直于试件平面，裂纹的形状为半椭圆形，图3P／P，=0时裂纹的a—N曲线裂纹长2c等于24ram，最大深度a约等于2．5mmo第1组试验在MTS880疲劳试验机上进行，最大载荷P⋯取140kN，最小载荷P，l为0。第2组试验在双轴疲劳试验机上进行，y方向的最大载荷P，⋯取156．8

9、N，10。捷kN，最小载荷P，t为0，x方向的载荷根据所要求的双向裁荷比设定。所加的循环载图4P／p，=0．5时裂纹的a—N曲线荷的波形为正弦波，频率为10Hz。裂纹在产生这种现象的原因主要是，由于斜长度方向上的扩展用读数显微镜监测，裂纹表面裂纹的裂纹前缘同时存在I型和I型裂的扩展形状用降载勾线法取得。试验结束纹驱动力(1)，在I型和I型裂纹驱动力的后，从试件上取下断I：1，并经过发蓝处理，作用下，裂纹前缘发生角偏移，因此裂纹从使勾线留印更清晰e一开始就沿着一条不利的路径扩展(2)，这26O化工机械

10、1992越就大大地影响了裂纹扩展的速率。另一方裂纹板条的广义位移通过柔度关系与作用在面，沿着裂纹前缘诸点I型和I型裂纹驱动其上的广义闭合力相关联。因而令上述等效力是变化的，因而这种角偏移的大小是不相穿透裂纹面中点的广义位移与单边裂纹板条等的。这样裂纹前缘就形成多个扭裂纹，裂对应的广义位移分别相等，即可得到一组线纹扩展的过程就是诸扭裂纹各自扩展、相互性代数方程。求解这组方程即可得到闭合应连体的过程。I型裂纹驱动力越小，I型裂力口t、a、T。、fb的表达式。它们是表面纹驱