【摘要】：疲勞失效已然成為制約現(xiàn)代設備或結構部件壽命以及影響構件使用的主要問題。在對材料疲勞研究過程中,人們按循環(huán)壽命范圍大體將疲勞分為低周疲勞和高周疲勞,進而在低、高周過渡階段又劃分了中周疲勞壽命范圍。對于金屬來說,低周疲勞與中、高周疲勞在破壞機制上和壽命規(guī)律上是有差異的。為探究金屬材料在拉、扭循環(huán)加載下的低周疲勞壽命規(guī)律及中周疲勞行為,本文以HRB335鋼材為對象開展了試驗研究,對其中空薄壁光滑圓筒試樣進行單軸拉伸、純扭轉試驗和一系列多幅值的低周疲勞及中周疲勞的循環(huán)試驗基礎上,對該類鋼材的循環(huán)特性和疲勞行為進行研究,并試圖將低周疲勞和中、高周疲勞規(guī)律相關聯(lián),補充和完善低周疲勞理論。研究中采用Chaboche組合硬化模型對材料循環(huán)加載過程中呈現(xiàn)的循環(huán)硬化、軟化和明顯的包氏效應等行為進行描述。針對中空薄壁圓筒試樣的拉、扭變形特點,在Chaboche組合硬化模型隱式積分算法的基礎上,將三維模型退化到一維情形,編寫了相應的算法程序。該程序不依賴有限元軟件,可用于即時的試驗數(shù)據(jù)處理。程序經(jīng)過與試驗驗證,證實了其合理性和有效性。結合該程序,作者提出了一種確定Chaboche模型參數(shù)簡單實用的方法,可用于試驗結果的模型參數(shù)標定。根據(jù)疲勞試驗數(shù)據(jù),對幾種典型的低周疲勞壽命預測模型進行評估分析。針對拉、扭循環(huán)疲勞試驗,等效應變法、KBM模型可通過低周疲勞數(shù)據(jù)對105量級以內(nèi)的低周-中周疲勞壽命范圍具有良好的預測效果,Socie剪切模型、拉伸因子模型可通過低周疲勞數(shù)據(jù)對104量級以內(nèi)的低周-中周疲勞壽命范圍具有良好的預測效果。同時,初步探究了累積塑性應變和累積塑性功與疲勞壽命的關系。
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O346.2
【圖文】：

廣西大學碩士學位論文邐ＨＲＢ３３５鋼拉、扭加載下低周及中周疲勞行為的試驗研究逡逑２．２．２試樣尺寸及形狀加工逡逑試樣的外表面幾何尺寸如下圖所示，表現(xiàn)為中空薄壁圓管形狀，在試樣兩端逡逑必須添加輕微過盈配合的金屬堵頭，是為了保證加載時試樣端頭能有效夾持。試逡逑樣設計有效段的外徑為１６．５ｍｍ，內(nèi)徑為１４．５ｍｍ，壁厚為１ｍｍ。逡逑－＾—■邋■

＿邋？逡逑圖２－１試樣幾何又寸（ｍｍ）逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｈｅ邋ｇｅｏｍｅｔｒｙ邋ｓｉｚｅ邋ｏｆ邋ｓｐｅｃｉｍｅｎ逡逑＾ＳＳＳＳＳＨＨＢＨＨＨＢＷ逡逑圖２－２邋ＨＲＢ３３５鋼試樣逡逑Ｆｉｇ．２－２邋ＨＲＢ３３５邋ｓｔｅｅｌ邋ｓｐｅｃｉｍｅｎ逡逑２．２．３試驗設備逡逑本次所有試驗均在室溫下進行，實驗設備采用的是為廣西大學重點實驗室的逡逑液壓伺服疲勞試驗機。該試驗機的上夾頭為固定端，下夾頭為加載端，最大拉伸逡逑和扭轉加載能力為±２５０ｋＮ和±２２００Ｎ．ｍ，如圖２－３所示。如圖２－４所示為用于逡逑測量軸向伸長和扭轉角度的引伸計，標距為２５＿，其單次拉伸方向應變的測量逡逑極限為１０％，單次扭轉角的測量極限為±邋５°。逡逑１０逡逑

邐鋼拉、扭加載下低周及中周疲勞行為的試驗研究逡逑Ｉ。朦，逡逑圖２－３試驗機邐圖２４引伸計逡逑Ｆｉｇ．２－３邋ｔｅｓｔｉｎｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ邐Ｆｉｇ．２－４邋Ｓｔｒｅｔｃｈ邋ｍｅｔｅｒ逡逑２．２．４試驗加載方法逡逑對試樣進行加載之前，需要將試樣伸入夾頭并且保證兩端的伸入長度相同，逡逑這是為了在加載過程中受力均勻。保持上夾頭固定不動，下夾頭則可施加所需要逡逑的荷載，如圖２－５所示。將引伸計定位于試樣中間有效部位實現(xiàn)應變精確測控，逡逑如圖２－６所示。對于單軸拉伸和純扭轉試驗，試驗過程始終保持準靜態(tài)低速加載，逡逑其中單軸拉伸的應變率為０．００８／ｓ，扭轉加載速率為０．００５°“。對于疲勞壽命試驗，逡逑在加載開始到循環(huán)穩(wěn)定階段采取應變加載控制，在循環(huán)穩(wěn)定到出現(xiàn)裂紋發(fā)生疲勞逡逑破壞的階段中，采用夾頭位移加載控制，為了防止裂紋破壞時對引伸計造成損壞，逡逑當裂紋出現(xiàn)時去掉引伸計。逡逑Ｈｉ！逡逑圖２－５試樣加載邐圖２－６引伸計測控逡逑Ｆｉｇ．２－５邋Ｌｏａｄ

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本文編號：2801289