本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下2A12鋁合金疲勞裂紋生長行為的試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著材料科學(xué)的快速發(fā)展,金屬冶煉、鑄造技術(shù)得到了很大的提高,不同種類的高性能金屬材料也在工業(yè)制造和航天科技等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。一直以來2A12鋁合金由于高強度、良好韌性、低密度、優(yōu)良的抗腐蝕能力等優(yōu)點,在航空航天領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。深入研究2A12鋁合金的疲勞裂紋生長行為,探索疲勞短裂紋的萌生、擴展、合體或干涉規(guī)律對提高2A12鋁合金綜合力學(xué)性能,對2A12鋁合金構(gòu)件的設(shè)計具有重要的意義。本試驗首先對具有II型環(huán)狀創(chuàng)口的2A12鋁合金試件進行了應(yīng)變幅值分別為0.40%、0.50%、0.60%的疲勞試驗,研究應(yīng)變幅值對鋁合金試件疲勞壽命的影響,確定了鋁合金疲勞裂紋生長行為的三個應(yīng)變幅值。其次對具有I型(R=3)、II型(R=4)、Ⅲ型(R=5)三種環(huán)狀缺口尺寸的2A12鋁合金試件進行不同應(yīng)變幅值的疲勞試驗,試驗采用應(yīng)變控制,應(yīng)變幅值選擇為0.52%、0.56%,0.60%。采用中斷試驗法,根據(jù)環(huán)狀創(chuàng)口尺寸和應(yīng)變幅值選擇合適的間隔,每隔一定循環(huán)將試件從疲勞試驗機上取下使用電子顯微鏡觀測和記錄疲勞裂紋圖片,并以這些圖片為基礎(chǔ)分析鋁合金疲勞裂紋萌生、擴展、干涉及合體行為規(guī)律及環(huán)狀創(chuàng)口尺寸、應(yīng)變幅值等因素的影響作用。通過分析發(fā)現(xiàn)對于2A12鋁合金,疲勞短裂紋具有不同的萌生源：大部疲勞短裂紋萌生于黑色雜質(zhì)相Al6(FeMn)與基體α交界處；少部分疲勞短裂紋萌生于材料基體內(nèi)部有輕微缺陷或晶界處；還有部分短裂紋萌生于與基體溶解不均勻的θ相或S相處或其與基體交界處。疲勞短裂紋的萌生現(xiàn)象一般發(fā)生于材料疲勞壽命的前期和中期,在疲勞壽命后期裂紋快速擴展階段很少見。鋁合金表面的疲勞裂紋數(shù)量較少,分布也較為稀疏。對相同應(yīng)變幅值不同創(chuàng)口下鋁合金疲勞裂紋擴展行為進行分析,從循環(huán)次數(shù)和疲勞壽命角度研究了不同創(chuàng)口試件裂紋長度變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)創(chuàng)口尺寸對鋁合金裂紋擴展速率有著顯著的影響,環(huán)狀缺口尺寸越小,缺口處的應(yīng)力集中情況越明顯,疲勞裂紋擴展速率越快。對相同創(chuàng)口不同應(yīng)變幅值的鋁合金疲勞裂紋擴展規(guī)律進行了分析,應(yīng)變幅值越高試件表面疲勞損傷程度越高,裂紋擴展速率越快。在鋁合金材料疲勞壽命中后期,疲勞裂紋擴展過程中會發(fā)生干涉和合體現(xiàn)象。距離較近的裂紋體間的干涉作用表現(xiàn)為一條裂紋對另一條裂紋擴展的抑制或兩條裂紋朝著合體的方向擴展并最終合并成一條裂紋。裂紋的合體則可以加速疲勞裂紋的擴展過程,使試件快速失效。
【關(guān)鍵詞】：2A12鋁合金 疲勞裂紋 萌生源 裂紋擴展速率
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.21
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 1 緒論7-13
• 1.1 研究背景介紹7
• 1.2 鋁合金疲勞裂紋研究現(xiàn)狀7-11
• 1.2.1 疲勞短裂紋綜述7-10
• 1.2.2 鋁合金疲勞短裂紋的研究進展10-11
• 1.3 選題意義及研究內(nèi)容11-13
• 2 復(fù)雜應(yīng)力條件下疲勞試驗13-20
• 2.1 材料及試驗設(shè)備13-17
• 2.1.1 試驗材料13-16
• 2.1.2 試驗儀器16-17
• 2.2 低周疲勞試驗17-20
• 2.2.1 試驗內(nèi)容17-18
• 2.2.2 裂紋信息觀測和采集18-20
• 3 疲勞裂紋的生長行為分析20-44
• 3.1 應(yīng)變幅值對疲勞壽命的影響20-21
• 3.2 疲勞裂紋的萌生21-24
• 3.3 疲勞裂紋的擴展24-37
• 3.3.1 不同缺口條件下鋁合金表面疲勞短裂紋擴展行為24-28
• 3.3.2 不同應(yīng)變幅值條件下鋁合金表面疲勞短裂紋擴展行為28-34
• 3.3.3 不同環(huán)狀創(chuàng)口在相同壽命區(qū)間表面裂紋的對比34-36
• 3.3.4 不同應(yīng)變幅值下在相同壽命區(qū)間表面裂紋的對比36-37
• 3.4 疲勞裂紋的干涉、合體行為分析37-44
• 3.4.1 鋁合金疲勞裂紋的干涉行為38-41
• 3.4.2 鋁合金疲勞裂紋的合體行為41-44
• 4 總結(jié)和展望44-46
• 參考文獻(xiàn)46-48
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況48-49
• 致謝49-50

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