疲勞裂紋的起始階段和擴展階段的分界目前仍處于定性分析的階段,這妨礙了疲勞壽命的定量計算,一切與裂紋起始與擴展階段相關(guān)的研究只能對這個問題進行回避。因此本文提出了裂紋起始與擴展階段分界的定義,這可以解決上述問題,并對疲勞全壽命進行相關(guān)計算,這也是本文的主體內(nèi)容。在提出起始與擴展階段定義的過程中,提出了兩個概念:分別是裂紋起始速率與缺口應(yīng)力比,其中前者可以推導(dǎo)出Manson-Coffin公式與Paris公式的統(tǒng)一性,即Manson-Coffin公式的疲勞計算體系可以完全推導(dǎo)出裂紋擴展速率與應(yīng)力強度因子的關(guān)系,并且公式中的每一個參數(shù)均有物理意義,而不是如Paris公式的經(jīng)驗性擬合;后者可以為門檻區(qū)的意義提供解釋,傳統(tǒng)疲勞理論認為門檻值區(qū)是材料的固有區(qū)域,是一個材料特性,本文對這個說法給予否定,并基于理論和試驗,對門檻值區(qū)的意義進行了說明,最終的結(jié)論是:門檻值區(qū)不是材料區(qū),缺口應(yīng)力比的降低是門檻值區(qū)出現(xiàn)的必要條件。經(jīng)過上述的鋪墊內(nèi)容,最終給出了裂紋起始與擴展階段的完備定義,該定義包含兩部分,分別是帶裂紋體和非裂紋體,這擴大了裂紋起始階段的概念和適用范圍。同時基于上述觀點,給出了修正的Miner... 

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 當前研究現(xiàn)狀
        1.2.1 疲勞研究發(fā)展過程
        1.2.2 疲勞起始與擴展階段的分界
        1.2.3 焊接結(jié)構(gòu)疲勞強度分析方法
        1.2.4 殘余應(yīng)力作用下的擴展壽命
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 疲勞起始階段與擴展階段分界的定義
    2.1 引言
    2.2 疲勞裂紋起始與擴展階段分界的理論基礎(chǔ)
        2.2.1 裂紋起始速率
        2.2.2 裂紋起始速率與裂紋擴展速率的關(guān)系
    2.3 MANSON-COFFIN公式與PARIS公式的統(tǒng)一性
        2.3.1 Manson-Coffin公式與Paris公式的統(tǒng)一性推導(dǎo)
        2.3.2 缺口應(yīng)力比的定義
        2.3.3 裂紋擴展階段初始條件的概念提出
        2.3.4 門檻值區(qū)的意義
        2.3.5 關(guān)于門檻值區(qū)的意義的實驗驗證
        2.3.6 疲勞起始階段與擴展階段的初步定義
    2.4 裂紋起始和擴展階段分界尺寸的具體定義
        2.4.1 非裂紋體起始和擴展階段分界尺寸的定義
        2.4.2 帶裂紋體的起始階段與擴展階段分界尺寸的定義
    2.5 裂紋擴展階段修正的MINER準則
    2.6 裂紋起始階段的存在判據(jù)
    2.7 本章小結(jié)
第3章 十字接頭殘余應(yīng)力對裂紋起始和擴展階段的影響探究
    3.1 引言
    3.2 基于收縮應(yīng)變的殘余應(yīng)力計算簡化
    3.3 收縮應(yīng)變法與焊接模擬橫向殘余應(yīng)力的分析
    3.4 殘余應(yīng)力對疲勞起始階段的影響
    3.5 十字接頭疲勞擴展階段的應(yīng)力強度因子
    3.6 十字接頭疲勞擴展階段的殘余應(yīng)力強度因子
        3.6.1 線彈性材料的殘余應(yīng)力強度因子
        3.6.2 理想彈塑性材料的殘余應(yīng)力強度因子
    3.7 殘余應(yīng)力對裂紋擴展速率的影響
    3.8 本章小結(jié)
第4章 十字接頭裂紋起始階段和擴展階段的影響因素探究
    4.1 引言
    4.2 相關(guān)材料參數(shù)
        4.2.1 Paris公式、Walker公式和Forman公式的材料參數(shù)
        4.2.2 Manson-Coffin公式的材料參數(shù)
    4.3 裂紋起始階段焊趾缺口位置的應(yīng)力和應(yīng)變曲線
        4.3.1 缺口位置無塑性變形
        4.3.2 缺口位置有塑性變形
    4.4 裂紋起始速率的影響因素探究
    4.5 疲勞裂紋起始和擴展階段分界線尺寸的影響因素探究
        4.5.1 無殘余應(yīng)力、材料線彈性
        4.5.2 有殘余應(yīng)力、材料線彈性
    4.6 帶裂紋體的疲勞起始階段和擴展階段壽命分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 十字接頭全疲勞壽命計算及影響因素探究
    5.1 引言
    5.2 疲勞裂紋起始壽命和擴展壽命的計算方法
    5.3 缺口半徑對全疲勞壽命的影響
    5.4 接頭偏心對全疲勞壽命的影響
    5.5 焊接接頭有無裂紋起始階段的探究
    5.6 焊接十字接頭疲勞壽命的板厚效應(yīng)
        5.6.1 無殘余應(yīng)力下的板厚與疲勞壽命的關(guān)系
        5.6.2 帶殘余應(yīng)力下的板厚與疲勞壽命的關(guān)系
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于網(wǎng)格不敏感結(jié)構(gòu)應(yīng)力的鋁合金焊接接頭疲勞性能分析[J]. 楊鑫華,趙峰,胡文浩,孫屹博.  大連交通大學(xué)學(xué)報. 2013(06)

博士論文
[1]高速列車底架用鋁合金焊接接頭疲勞裂紋擴展特性[D]. 閆德俊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011

碩士論文
[1]高強鋁合金十字接頭疲勞壽命特性研究[D]. 齊廣宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號：3696429