目前對超載遲滯效應(yīng)的研究將超載后裂紋擴展速率變化分為速率上升、下降和恢復(fù)三階段,并未考慮超載條件與材料屬性之間的內(nèi)在關(guān)系。另外,對超載遲滯效應(yīng)機理的研究大多用單一的作用機理解釋整個遲滯過程。本文以2024-T4鋁合金為研究對象,研究了超載條件對后續(xù)疲勞裂紋擴展速率（da/dN）變化趨勢的影響規(guī)律及作用機理,具體研究如下:（1）對比三種超載試件與未超載試件的疲勞裂紋擴展速率曲線、疲勞斷口、裂紋分叉和沿裂紋擴展路徑硬度分布情況,說明不同超載情況裂紋尖端斷裂區(qū)、裂紋尖端殘余應(yīng)力、裂紋閉合效應(yīng)和裂紋分叉對疲勞裂紋擴展速率特性的影響。將疲勞裂紋擴展速率曲線與疲勞斷口對應(yīng)起來,觀察超載影響區(qū)不同階段疲勞斷口區(qū)別,研究不同超載情況下超載遲滯效應(yīng)的內(nèi)在機理。并基于以上研究,將超載遲滯效應(yīng)分為三種類型;（2）使用ANSYS建立靜態(tài)裂紋有限元模型和含分叉裂紋有限元模型。對比疲勞載荷與拉伸超載作用時裂紋尖端的應(yīng)力場分布,研究拉伸超載對裂紋尖端應(yīng)力場的影響。對比含分叉裂紋試件的主裂紋尖端應(yīng)力場分布,研究超載產(chǎn)生的裂紋分叉對主裂紋尖端應(yīng)力場的影響;（3）本文采用了一種去殘余應(yīng)力的熱處理方法,保留裂紋尖端塑性變形... 

【文章來源】：長安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

裂紋尖端應(yīng)力場分析

第二章 試驗材料及方法2.1 試驗材料本文選用 2024-T4 軋制鋁合金板材作為實驗材料，厚度為 10mm，使用線切割加工成擴展緊湊拉伸試樣（E-CT），其化學(xué)成分和力學(xué)性能見表 1 和 2。E-CT 試樣按照ASTM-E647-05[53]加工，試樣幾何形狀及尺寸如圖 2.1 所示。表 1 2024-T4 鋁合金化學(xué)成分Alloy Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Al2024 0.5 0.5 3.8-4.9 0.3-0.9 1.2-1.8 0.1 0.25 0.15 Bal.表 2 2024-T4 鋁合金力學(xué)性能抗拉強度UTS(MPa) 屈服強度YS(MPa) 伸長率r(%)445 301 16

情況如表 3 所示。使用可移動的宏觀攝像頭對裂紋尖端進行實時測量監(jiān)控，所用設(shè)備測量精度為 0.01mm，如圖 2.2b 所示。表 3 拉伸超載情況超載階段 施加超載的裂紋長度a(mm)超載應(yīng)力強度因子KOL-max(MPa√m)超載載荷(kN)No OL —— —— —— ——No.1 OL1stOL 7 24.22 282ndOL 12.7 33 25.4No.2 OL1stOL 7 32.79 37.92ndOL 15.2 38.32 25No.3 OL1stOL 7.8 34.3 37.22ndOL —— —— ——(b)(a)

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]高強鋼雙金屬焊接疲勞裂紋擴展機理及組織演化規(guī)律研究[D]. 張春國.長安大學(xué) 2013

碩士論文
[1]海水腐蝕對碳鋼宏細觀阻裂力學(xué)性能的影響[D]. 耿慧.青島理工大學(xué) 2013
[2]2024高強鋁合金高功率CO2激光焊接性研究[D]. 臧昊.上海交通大學(xué) 2013
[3]中厚板2024鋁合金的焊接工藝研究及數(shù)值模擬[D]. 張亮.南京航空航天大學(xué) 2010
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本文編號：2936847