【摘要】：鋁合金密度低、比強(qiáng)度高,在工業(yè)領(lǐng)域,諸如船舶、汽車(chē)、列車(chē)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。疲勞失效是鋁合金結(jié)構(gòu)的主要問(wèn)題。殘余應(yīng)力的存在會(huì)影響鋁合金結(jié)構(gòu)的疲勞壽命,因此研究殘余應(yīng)力對(duì)鋁合金疲勞裂紋擴(kuò)展行為的影響尤為重要。由于試樣在結(jié)構(gòu)中提取出來(lái)時(shí),殘余應(yīng)力會(huì)發(fā)生重新分布,同時(shí)殘余應(yīng)力也會(huì)隨裂紋擴(kuò)展而發(fā)生重分布。因此如何準(zhǔn)確的確定殘余應(yīng)力的重分布規(guī)律以及發(fā)生重分布對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展行為的影響非常重要。本文通過(guò)模擬和試驗(yàn)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(yīng)力變化規(guī)律,借助擴(kuò)展有限元(XFEM)方法建立了含有各個(gè)長(zhǎng)度靜止裂紋的三維CT試樣裂紋擴(kuò)展模型,以便于等效的替代動(dòng)態(tài)的裂紋擴(kuò)展過(guò)程,從而達(dá)到了計(jì)算隨裂紋擴(kuò)展而重分布的殘余應(yīng)力在裂紋尖端產(chǎn)生的應(yīng)力強(qiáng)度因子的目的。根據(jù)Walker公式擬合試驗(yàn)獲得的疲勞裂紋擴(kuò)展數(shù)據(jù),獲得疲勞裂紋擴(kuò)展速率隨裂紋尖端平均應(yīng)力強(qiáng)度因子8)和應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍?的變化規(guī)律(Walker曲面)。借助Walker曲面分析了無(wú)殘余應(yīng)力和含殘余應(yīng)力試樣在外載荷作用下的疲勞擴(kuò)展行為,研究結(jié)果表明,當(dāng)試樣含殘余應(yīng)力時(shí),隨著裂紋增長(zhǎng),可能出現(xiàn)疲勞裂紋擴(kuò)展速率增加或者降低的情況,在裂紋尖端產(chǎn)生的應(yīng)力強(qiáng)度因子為零之前,殘余應(yīng)力比較明顯地影響疲勞裂紋擴(kuò)展速率;當(dāng)裂紋長(zhǎng)度很大時(shí),影響疲勞擴(kuò)展速率的因素主要是外載荷。
【圖文】：

的疲勞裂紋擴(kuò)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(kuò)展速率曲線。結(jié)果表明，，對(duì)于不同應(yīng)力比 Kujawski 模型處理的2024-T351 鋁合金疲勞裂紋擴(kuò)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(jiàn)：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(yīng)力對(duì)材。[16]等人利用公式(1-8)計(jì)算獲得 ，并根據(jù) Yu[18]等人測(cè)數(shù)據(jù)分別獲得了塑性區(qū)尺寸 與疲勞裂紋擴(kuò)展速率 范圍門(mén)檻值х 之間的關(guān)系如圖 1-2 和圖 1-3 所示。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG146.21

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2649881