發(fā)布時間：2024-04-24 03:22

　　目前基于臨界平面理論的高周疲勞壽命預(yù)測模型,大都充分考慮了法向平均應(yīng)力對材料疲勞壽命的影響,但是沒有有效反映剪切平均應(yīng)力對疲勞壽命的影響.通過分析7075-T651鋁合金的試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),與法向拉平均應(yīng)力類似,剪切平均應(yīng)力同樣對材料的疲勞壽命產(chǎn)生不利影響.因此,如果壽命預(yù)測模型中忽略剪切平均應(yīng)力的影響,存在明顯剪切平均應(yīng)力加載工況下,預(yù)測壽命可能偏于危險.由此,本文定義具有較大法向應(yīng)力的最大剪應(yīng)力范圍平面為臨界平面,建立了一個能夠同時反映法向和剪切平均應(yīng)力影響的高周疲勞壽命預(yù)測模型,并給出了模型中材料常數(shù)的確定方法.新模型首先將基于應(yīng)變的Fatemi-Socie準(zhǔn)則,推廣到材料的高周疲勞壽命預(yù)測,給出了Fatemi-Socie準(zhǔn)則的應(yīng)力表述形式.然后,引入剪切和法向Walker因子,反映剪切和法向平均應(yīng)力對材料疲勞壽命的影響.剪切和法向Walker因子的取值都介于0和1之間,不同取值反映了材料對剪切和法向平均應(yīng)力敏感程度的不同.新模型適用于范圍內(nèi)的金屬塑性材料.利用5種材料在12種存在平均應(yīng)力加載工況下的試驗(yàn)數(shù)據(jù),對所建模型進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明預(yù)測結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好,絕大多數(shù)壽命...

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

圖27075-T651鋁合金剪切平均應(yīng)力對疲勞壽命的影響[21]

同大多數(shù)基于臨界平面法的HCF壽命預(yù)測模型類似,式(13)也只考慮了法向平均應(yīng)力對疲勞壽命的影響,沒有充分考慮剪切平均應(yīng)力對疲勞壽命的影響.以7075-T651鋁合金為例[21],圖2所示為不同剪切平均應(yīng)力加載下,剪應(yīng)力幅與疲勞壽命之間的關(guān)系.由圖2可見,剪切平均應(yīng)力對7075-....

圖3加載路徑[21,33-35]

選用7075-T651鋁合金[21]、30CrMnSiA鋼[33]、2A12-T4鋁合金[34]、2017A-T4鋁合金[35]、6082-T6鋁合金[35]等5種材料在不同平均應(yīng)力加載下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證本文所提HCF壽命預(yù)測模型的正確性.所有材料的試件形狀都是光滑圓柱形試件,加....

圖4本文所建模型的疲勞壽命預(yù)測結(jié)果[21,33-35]

利用本文所提模型,對表1中的5種材料在圖3所示12種加載路徑下的疲勞壽命進(jìn)行了預(yù)測,預(yù)測結(jié)果如圖4所示.由圖4(a)可見,在包含平均應(yīng)力的軸向和扭轉(zhuǎn)加載下,絕大多數(shù)預(yù)測結(jié)果都位于3倍誤差帶以內(nèi).這表明,利用這些基礎(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù),由前述模型參數(shù)的確定方法,可以很好地確定所提模型中的各材....

圖530CrMnSiA鋼[33]和LY12CZ鋁合金[36]疲勞壽命與相位差之間的關(guān)系

圖5所示為相同加載應(yīng)力幅下,30CrMnSiA鋼[33]和LY12CZ鋁合金[36]疲勞壽命與相位差之間的關(guān)系.由圖5可見,30CrMnSiA鋼的疲勞壽命隨著相位差的增大而增大,但是LY12CZ鋁合金的疲勞壽命卻隨著相位差的增大而減小.由此可知,多軸HCF中,相位差影響材料的疲勞....

本文編號：3963156