【摘要】：鋁合金密度低、比強度高,在工業(yè)領域,諸如船舶、汽車、列車等領域應用廣泛。疲勞失效是鋁合金結(jié)構的主要問題。殘余應力的存在會影響鋁合金結(jié)構的疲勞壽命,因此研究殘余應力對鋁合金疲勞裂紋擴展行為的影響尤為重要。由于試樣在結(jié)構中提取出來時,殘余應力會發(fā)生重新分布,同時殘余應力也會隨裂紋擴展而發(fā)生重分布。因此如何準確的確定殘余應力的重分布規(guī)律以及發(fā)生重分布對疲勞裂紋擴展行為的影響非常重要。本文通過模擬和試驗相結(jié)合的方法,研究了從焊接7N01鋁合金板材提取緊湊拉伸試樣(CT試樣)前后試樣內(nèi)的殘余應力變化規(guī)律,借助擴展有限元(XFEM)方法建立了含有各個長度靜止裂紋的三維CT試樣裂紋擴展模型,以便于等效的替代動態(tài)的裂紋擴展過程,從而達到了計算隨裂紋擴展而重分布的殘余應力在裂紋尖端產(chǎn)生的應力強度因子的目的。根據(jù)Walker公式擬合試驗獲得的疲勞裂紋擴展數(shù)據(jù),獲得疲勞裂紋擴展速率隨裂紋尖端平均應力強度因子8)和應力強度因子范圍?的變化規(guī)律(Walker曲面)。借助Walker曲面分析了無殘余應力和含殘余應力試樣在外載荷作用下的疲勞擴展行為,研究結(jié)果表明,當試樣含殘余應力時,隨著裂紋增長,可能出現(xiàn)疲勞裂紋擴展速率增加或者降低的情況,在裂紋尖端產(chǎn)生的應力強度因子為零之前,殘余應力比較明顯地影響疲勞裂紋擴展速率;當裂紋長度很大時,影響疲勞擴展速率的因素主要是外載荷。
【圖文】：

的疲勞裂紋擴展數(shù)據(jù)。圖 1-1 a)和 b)分別是 Kujawski 模型和 Paris 公式處理的疲勞裂紋擴展速率曲線。結(jié)果表明，，對于不同應力比 Kujawski 模型處理的2024-T351 鋁合金疲勞裂紋擴展速率曲線有良好的歸一化效果。 Ъ = (х ) (1-5)х = (хK K ) (1-6)х = (хK ) (K) (1-7)

反向塑性區(qū)尺寸。從公式(1-8)可見：施加的壓縮載荷越；在疲勞載荷循環(huán)的壓縮載荷部分，壓縮殘余應力對材。[16]等人利用公式(1-8)計算獲得 ，并根據(jù) Yu[18]等人測數(shù)據(jù)分別獲得了塑性區(qū)尺寸 與疲勞裂紋擴展速率 范圍門檻值х 之間的關系如圖 1-2 和圖 1-3 所示。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG146.21

【參考文獻】

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本文編號：2649881