為分析單裂紋或多裂紋在裂紋面承受疲勞拉伸載荷作用下尖端應力強度因子變化規(guī)律和裂紋形貌變化以及疲勞壽命情況,以含不同初始長深比的半橢圓單裂紋或雙裂紋的薄片試樣為研究對象,對試樣在應力比R=0.1的疲勞拉伸載荷下單裂紋或雙裂紋情況進行了仿真分析。建立含裂紋試樣的有限元模型,仿真分析了裂紋在擴展過程中尖端應力強度因子的分布情況,并將單裂紋擴展結(jié)果與雙裂紋相互作用影響下的結(jié)果進行了對比研究;進行含裂紋試樣的疲勞實驗,分析了含單裂紋或雙裂紋的試樣的斷裂面的形成原因,并驗證仿真結(jié)果正確性。結(jié)果表明,裂紋面之間的相互作用會逐漸影響裂紋的擴展方向、擴展速率以及在擴展過程中尖端應力強度因子的變化趨勢;而且初始形貌為半橢圓形的雙裂紋在相互作用影響下會逐漸過渡到半圓形。 

【文章來源】：振動與沖擊. 2020,39(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

試樣制圖

為能夠獲得相對準確的實驗結(jié)果,從每組中各取一個單裂紋、雙裂紋試樣,共10個試件。參照國家標準《金屬材料室溫拉伸試驗》,在常溫下,使用Sans公司電液伺服拉伸機,試驗狀態(tài)如圖2所示,試樣上下兩端通過夾具固定在試驗機上,設(shè)置拉伸的速度為1 mm/min。在拉斷后,各個含裂紋的試樣的極限荷載(kN)如表1所示。

按照試樣實際尺寸,在ANSYS中建立無裂紋試樣的網(wǎng)格模型,使用掃略網(wǎng)格劃分方法,并賦予類型為20節(jié)點的Solid186單元,其中單元數(shù)為10 100,節(jié)點數(shù)為50 256,網(wǎng)格模型如圖3,15MnMoVN材料屬性如表2。表2 試樣的材料屬性Tab.2 Material properties of samples 材料 彈性模量/MPa 泊松比 屈服強度/MPa 極限強度/MPa 15MnMoVN 200 000 0.30 690 750


本文編號：3094735