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(yīng)力強(qiáng)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(zhǎng)深比的半橢圓單裂紋或雙裂紋的薄片試樣為研究對(duì)象,對(duì)試樣在應(yīng)力比R=0.1的疲勞拉伸載荷下單裂紋或雙裂紋情況進(jìn)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(kuò)展過(guò)程中尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的分布情況,并將單裂紋擴(kuò)展結(jié)果與雙裂紋相互作用影響下的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比研究;進(jìn)行含裂紋試樣的疲勞實(shí)驗(yàn),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(yàn)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(huì)逐漸影響裂紋的擴(kuò)展方向、擴(kuò)展速率以及在擴(kuò)展過(guò)程中尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的變化趨勢(shì);而且初始形貌為半橢圓形的雙裂紋在相互作用影響下會(huì)逐漸過(guò)渡到半圓形。 

【文章來(lái)源】：振動(dòng)與沖擊. 2020,39(03)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

試樣制圖

為能夠獲得相對(duì)準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從每組中各取一個(gè)單裂紋、雙裂紋試樣,共10個(gè)試件。參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)》,在常溫下,使用Sans公司電液伺服拉伸機(jī),試驗(yàn)狀態(tài)如圖2所示,試樣上下兩端通過(guò)夾具固定在試驗(yàn)機(jī)上,設(shè)置拉伸的速度為1 mm/min。在拉斷后,各個(gè)含裂紋的試樣的極限荷載(kN)如表1所示。

按照試樣實(shí)際尺寸,在ANSYS中建立無(wú)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(diǎn)的Solid186單元,其中單元數(shù)為10 100,節(jié)點(diǎn)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(qiáng)度/MPa 極限強(qiáng)度/MPa 15MnMoVN 200 000 0.30 690 750


本文編號(hào)：3094735