【摘要】：疲勞失效已然成為制約現(xiàn)代設(shè)備或結(jié)構(gòu)部件壽命以及影響構(gòu)件使用的主要問(wèn)題。在對(duì)材料疲勞研究過(guò)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(jìn)而在低、高周過(guò)渡階段又劃分了中周疲勞壽命范圍。對(duì)于金屬來(lái)說(shuō),低周疲勞與中、高周疲勞在破壞機(jī)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(duì)象開(kāi)展了試驗(yàn)研究,對(duì)其中空薄壁光滑圓筒試樣進(jìn)行單軸拉伸、純扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)和一系列多幅值的低周疲勞及中周疲勞的循環(huán)試驗(yàn)基礎(chǔ)上,對(duì)該類鋼材的循環(huán)特性和疲勞行為進(jìn)行研究,并試圖將低周疲勞和中、高周疲勞規(guī)律相關(guān)聯(lián),補(bǔ)充和完善低周疲勞理論。研究中采用Chaboche組合硬化模型對(duì)材料循環(huán)加載過(guò)程中呈現(xiàn)的循環(huán)硬化、軟化和明顯的包氏效應(yīng)等行為進(jìn)行描述。針對(duì)中空薄壁圓筒試樣的拉、扭變形特點(diǎn),在Chaboche組合硬化模型隱式積分算法的基礎(chǔ)上,將三維模型退化到一維情形,編寫了相應(yīng)的算法程序。該程序不依賴有限元軟件,可用于即時(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。程序經(jīng)過(guò)與試驗(yàn)驗(yàn)證,證實(shí)了其合理性和有效性。結(jié)合該程序,作者提出了一種確定Chaboche模型參數(shù)簡(jiǎn)單實(shí)用的方法,可用于試驗(yàn)結(jié)果的模型參數(shù)標(biāo)定。根據(jù)疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)幾種典型的低周疲勞壽命預(yù)測(cè)模型進(jìn)行評(píng)估分析。針對(duì)拉、扭循環(huán)疲勞試驗(yàn),等效應(yīng)變法、KBM模型可通過(guò)低周疲勞數(shù)據(jù)對(duì)105量級(jí)以內(nèi)的低周-中周疲勞壽命范圍具有良好的預(yù)測(cè)效果,Socie剪切模型、拉伸因子模型可通過(guò)低周疲勞數(shù)據(jù)對(duì)104量級(jí)以內(nèi)的低周-中周疲勞壽命范圍具有良好的預(yù)測(cè)效果。同時(shí),初步探究了累積塑性應(yīng)變和累積塑性功與疲勞壽命的關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O346.2
【圖文】：

廣西大學(xué)碩士學(xué)位論文邐ＨＲＢ３３５鋼拉、扭加載下低周及中周疲勞行為的試驗(yàn)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(guò)盈配合的金屬堵頭，是為了保證加載時(shí)試樣端頭能有效夾持。試逡逑樣設(shè)計(jì)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(yàn)設(shè)備逡逑本次所有試驗(yàn)均在室溫下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用的是為廣西大學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的逡逑液壓伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)。該試驗(yàn)機(jī)的上夾頭為固定端，下夾頭為加載端，最大拉伸逡逑和扭轉(zhuǎn)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(cè)量軸向伸長(zhǎng)和扭轉(zhuǎn)角度的引伸計(jì)，標(biāo)距為２５＿，其單次拉伸方向應(yīng)變的測(cè)量逡逑極限為１０％，單次扭轉(zhuǎn)角的測(cè)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(yàn)研究逡逑Ｉ。朦，逡逑圖２－３試驗(yàn)機(jī)邐圖２４引伸計(jì)逡逑Ｆｉｇ．２－３邋ｔｅｓｔｉｎｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ邐Ｆｉｇ．２－４邋Ｓｔｒｅｔｃｈ邋ｍｅｔｅｒ逡逑２．２．４試驗(yàn)加載方法逡逑對(duì)試樣進(jìn)行加載之前，需要將試樣伸入夾頭并且保證兩端的伸入長(zhǎng)度相同，逡逑這是為了在加載過(guò)程中受力均勻。保持上夾頭固定不動(dòng)，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(jì)定位于試樣中間有效部位實(shí)現(xiàn)應(yīng)變精確測(cè)控，逡逑如圖２－６所示。對(duì)于單軸拉伸和純扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程始終保持準(zhǔn)靜態(tài)低速加載，逡逑其中單軸拉伸的應(yīng)變率為０．００８／ｓ，扭轉(zhuǎn)加載速率為０．００５°“。對(duì)于疲勞壽命試驗(yàn)，逡逑在加載開(kāi)始到循環(huán)穩(wěn)定階段采取應(yīng)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(shí)對(duì)引伸計(jì)造成損壞，逡逑當(dāng)裂紋出現(xiàn)時(shí)去掉引伸計(jì)。逡逑Ｈｉ！逡逑圖２－５試樣加載邐圖２－６引伸計(jì)測(cè)控逡逑Ｆｉｇ．２－５邋Ｌｏａｄ

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本文編號(hào)：2801289