鈦合金擴散焊接頭性能優(yōu)良并能夠有效減輕結(jié)構(gòu)重量、降低制造成本,因而在航空制造中得到了廣泛的應(yīng)用。鈦合金擴散焊構(gòu)件在實際工作中往往承受復(fù)雜載荷作用,一旦產(chǎn)生裂紋,其擴展將呈復(fù)合型模式。研究復(fù)合型加載條件下的疲勞裂紋擴展規(guī)律對于準(zhǔn)確評估鈦合金擴散焊結(jié)構(gòu)的疲勞壽命具有重要意義。本文以TC4擴散焊接頭拉剪復(fù)合載荷下的疲勞裂紋擴展試驗為基礎(chǔ),結(jié)合理論計算及數(shù)值模擬對I-II復(fù)合型疲勞裂紋擴展行為開展了研究。論文首先對I、II復(fù)合型裂紋尖端應(yīng)力強度因子進(jìn)行研究�；谙嗷プ饔梅e分法對CTS試樣開展了不同加載角度及裂紋長度下I-II復(fù)合型應(yīng)力強度因子有限元模擬計算,考查了不同邊界加載方式對模擬結(jié)果的影響,并與解析解進(jìn)行了對比。對I-II復(fù)合型裂紋初始狀態(tài)下的應(yīng)力強度因子進(jìn)行了初步分析,得到了I、II型應(yīng)力強度因子所占比例與加載角度和裂紋長度的關(guān)系。在上述基礎(chǔ)上,對有限元模擬計算結(jié)果進(jìn)行擬合,得到了CTS試樣I-II復(fù)合型裂紋標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)力強度因子公式。論文設(shè)計并加工了TC4擴散焊接頭CTS試樣。開展了5種加載角度下的I-II復(fù)合型疲勞裂紋擴展試驗。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),在加載角度小于45度時,裂紋均沿焊縫擴展至斷... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

I-II復(fù)合型疲勞裂紋擴展試驗典型試樣

研究的是 I-II 復(fù)合型加載模式下裂紋在穩(wěn)定擴展階段的規(guī)律，并不關(guān)注裂紋行裂紋擴展試驗之前要進(jìn)行疲勞裂紋的預(yù)制，預(yù)制裂紋的長度在 1-2mm 之間實時觀察裂紋的長度，以免超出范圍影響后續(xù)試驗結(jié)果，同時要注意在預(yù)制加的最大載荷不可超過正式試驗的最大載荷，否則會因為過載引發(fā)遲滯效應(yīng)響。疲勞裂紋預(yù)制完成后，方可進(jìn)行裂紋擴展試驗。裂紋擴展試驗在室溫下使用MTS793試驗機進(jìn)行,試驗載荷采用頻率為10Hz的不同的加載角度 開展復(fù)合型疲勞裂紋擴展試驗，共開展了 =0 、15 、30 、45 角度下的試驗，如圖 3.6 所示。（a） =0（b） =15（c） =30

（a） =0（b） =15（c） =30（d） =45圖 3.14 I-II 復(fù)合型加載模式下裂紋沿焊縫擴展典型形貌焊縫圖 3.15 45-1 號試件裂紋沿非焊縫面擴展形貌試驗過程中通過電子顯微鏡記錄裂紋的擴展過程，圖 3.16、3.17、3.18 分別給出了加載角度 =0、 =15、 =30下的典型裂紋擴展歷程，裂紋均沿著焊縫擴展，圖中黑色及紅色的點和線為實驗前在試件上所做標(biāo)記。F1 mm沿焊縫擴展的裂紋F1 mm沿焊縫擴展的裂紋

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]TC4-DT鈦合金電子束焊接接頭疲勞裂紋擴展研究[D]. 朱衛(wèi)東.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]TC4擴散焊接頭疲勞性能研究[D]. 謝佩玉.南京航空航天大學(xué) 2016
[3]空心風(fēng)扇葉片桁架式夾芯結(jié)構(gòu)件疲勞特性研究[D]. 孫青平.南京航空航天大學(xué) 2014
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本文編號：3294428