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非对称循环载荷下TA2工业纯钛疲劳损伤行为的预测
1
作者 姜学艳 包骐乐 代巧 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期70-76,共7页
对TA2工业纯钛进行应力控制的非对称载荷疲劳试验,研究了不同最大应力(245,253,270,300 MPa)下纯钛的疲劳寿命和断口形貌,分析了非对称循环载荷下的应变演变以及应力-应变响应;基于连续损伤力学理论,建立了基于棘轮应变和总应变能密度... 对TA2工业纯钛进行应力控制的非对称载荷疲劳试验,研究了不同最大应力(245,253,270,300 MPa)下纯钛的疲劳寿命和断口形貌,分析了非对称循环载荷下的应变演变以及应力-应变响应;基于连续损伤力学理论,建立了基于棘轮应变和总应变能密度的疲劳损伤演变预测模型,对纯钛的疲劳损伤过程进行预测,并与试验结果进行对比。结果表明:随着最大应力的降低,TA2工业纯钛的疲劳寿命延长。当最大应力为245,253 MPa时,塑性韧断区面积较小,断口中出现疲劳裂纹扩展区,失效机制为疲劳开裂及裂纹扩展失效,疲劳应变演变由加载初始阶段、稳定阶段和失效阶段组成,随最大应力的增加,塑性应变能密度以及相同疲劳寿命对应的平均应变均增大。当最大应力为270,300 MPa时,断口主要由纤维状的塑性韧断区组成,失效机制为循环塑性大变形失效,此时疲劳应变演化的稳定阶段不明显,随最大应力的增加,塑性应变能密度增大幅度较大,且当循环次数达到70%疲劳寿命时,270 MPa最大应力下的平均应变较大。基于棘轮应变的疲劳损伤演变预测模型对于疲劳中后期(循环次数不低于40%疲劳寿命)损伤值的预测效果较好,最大相对误差不超过12.5%;基于总应变能密度的疲劳损伤演变预测模型预测的损伤值相对误差基本在23%以内,整体预测稳定性较差。 展开更多
关键词 TA2工业纯钛 疲劳失效 非对称循环载荷 损伤变量
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非对称循环载荷下镍基单晶合金低周疲劳寿命预测 被引量：7
2
作者 丁智平 陈吉平 +1 位作者 尹泽勇 杨治国 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2006年第4期6-10,共5页
在680℃温度下进行[001]、[011]和[111]三种取向的DD3单晶合金光滑试样非对称循环载荷低周疲劳试验,结果表明,晶体取向对DD3单晶合金的应变疲劳寿命有显著的影响,[001]取向寿命最长,[111]取向寿命最短。用晶体取向函数修正总应变范围可... 在680℃温度下进行[001]、[011]和[111]三种取向的DD3单晶合金光滑试样非对称循环载荷低周疲劳试验,结果表明,晶体取向对DD3单晶合金的应变疲劳寿命有显著的影响,[001]取向寿命最长,[111]取向寿命最短。用晶体取向函数修正总应变范围可以在很大程度上消除晶体取向对疲劳寿命的影响。引入参量k表示载荷循环特性对疲劳寿命的影响,它与循环寿命之间呈幂函数关系。根据影响单晶叶片低周疲劳寿命的主要因素,提出循环塑性应变能的计算方法,构成塑性应变能的主要因素应包括总应变范围、取向函数和载荷循环特性等影响参量,它们与塑性应变能之间呈幂函数关系。用塑性应变能作为损伤参量导出单晶合金低周疲劳寿命预测模型,利用低周疲劳试验数据进行多元线性回归分析,所有试验数据均落在2.6倍偏差的分布带内。 展开更多
关键词 镍基单晶合金 非对称循环载荷 低周疲劳 循环塑性应变能
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非对称循环载荷下材料低周疲劳寿命分析与计算 被引量：6
3
作者 王刚 张怡 +1 位作者 郭茂林 程靳 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期91-96,共6页
提出了一个用于计算非对称循环载荷下材料低周疲劳寿命的累积损伤模型和方法。该方法利用全应变幅及损伤积累来控制和计算疲劳寿命，并给出了裂纹的开裂尺寸和开裂方向。这为我们进行各种疲劳寿命计算以及结构优化设计提供了一个新的思... 提出了一个用于计算非对称循环载荷下材料低周疲劳寿命的累积损伤模型和方法。该方法利用全应变幅及损伤积累来控制和计算疲劳寿命，并给出了裂纹的开裂尺寸和开裂方向。这为我们进行各种疲劳寿命计算以及结构优化设计提供了一个新的思路和方法。 展开更多
关键词 非对称循环载荷 累积损伤 低周疲劳寿命 材料
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DD3镍基单晶合金非对称循环载荷低周疲劳寿命预测 被引量：4
4
作者 陈吉平 丁智平 尹泽勇 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期250-254,共5页
在680℃温度下进行[001]、[011]和[111]三种取向的DD3单晶合金光滑试样非对称循环载荷低周疲劳试验,表明晶体取向对DD3单晶合金的应变疲劳寿命有显著影响,[001]取向寿命最长,[111]取向寿命最短。用晶体取向函数修正总应变范围可以在很... 在680℃温度下进行[001]、[011]和[111]三种取向的DD3单晶合金光滑试样非对称循环载荷低周疲劳试验,表明晶体取向对DD3单晶合金的应变疲劳寿命有显著影响,[001]取向寿命最长,[111]取向寿命最短。用晶体取向函数修正总应变范围可以在很大程度上消除晶体取向对疲劳寿命的影响;引入参量k表示载荷循环特性对疲劳寿命的影响,它与循环寿命之间呈幂函数关系。根据影响单晶叶片低周疲劳寿命的主要因素,提出循环塑性应变能的计算方法,构成塑性应变能的主要因素应包括总应变范围、取向函数和载荷循环特性等影响参量,它们与塑性应变能之间呈幂函数关系。用塑性应变能作为损伤参量导出单晶合金低周疲劳寿命预测模型,利用低周疲劳试验数据进行多元线性回归分析,所有试验数据均落在2.6倍偏差的分布带内。 展开更多
关键词 镍基单晶合金 非对称循环载荷 低周疲劳 循环塑性应变能
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非对称循环载荷下Q235钢力学响应特性分析 被引量：1
5
作者 张庆玲 金淼 +1 位作者 李群 郭宝峰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期581-587,共7页
为了准确判断Q235钢在非对称应力循环载荷作用下产生的棘轮效应、包申格效应及循环软/硬化特性对材料性能的影响,本文进行了多种非对称应力条件下的循环加载试验。采用数据分析的方法,研究了Q235钢力学变形行为与加载工况之间的关系。... 为了准确判断Q235钢在非对称应力循环载荷作用下产生的棘轮效应、包申格效应及循环软/硬化特性对材料性能的影响,本文进行了多种非对称应力条件下的循环加载试验。采用数据分析的方法,研究了Q235钢力学变形行为与加载工况之间的关系。试验表明:Q235钢棘轮应变和棘轮应变率的正负与平均应力符号相同;平均应力为负值时,表现为循环硬化特性,压缩屈服应力大于拉伸屈服应力;平均应力为正值时,表现为循环软化特性,拉伸屈服应力大于压缩屈服应力;在平均应力符号相同条件下,第1周的屈服应力也基本相同。研究结果为结构设计和建立精确的循环本构模型提供了理论依据。 展开更多
关键词 非对称循环载荷 包申格效应 循环软硬化 棘轮效应 屈服应力 Q235钢 平均应力 应力幅值
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DD6单晶高温合金非对称循环载荷低周疲劳性能及断裂机制 被引量：7
6
作者 李维 赵春玲 +4 位作者 张鑫 王强 李璞 方向 彭文雅 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期58-66,共9页
研究DD6单晶高温合金在700℃、R=0.05条件下的低周疲劳性能,采用扫描电镜观察断口形貌和断裂组织,分析疲劳裂纹萌生、扩展及断裂机制。结果表明:随着应变幅增加,合金的低周疲劳寿命降低,合金在非对称循环载荷条件下具有良好的低周疲劳性... 研究DD6单晶高温合金在700℃、R=0.05条件下的低周疲劳性能,采用扫描电镜观察断口形貌和断裂组织,分析疲劳裂纹萌生、扩展及断裂机制。结果表明:随着应变幅增加,合金的低周疲劳寿命降低,合金在非对称循环载荷条件下具有良好的低周疲劳性能,不存在过渡寿命,低周疲劳过程中弹性应变起主要作用,塑性变形量极小。随着总应变幅的增加,塑性变形损伤增加;疲劳断口由疲劳源区、裂纹扩展区和瞬断区三部分组成,所有试样断裂机制均为类解理断裂。疲劳裂纹萌生于试样的表面、亚表面或远离表面的显微孔洞,远离表面起裂断口呈现“鱼眼”特征。裂纹先沿与主应力轴垂直方向扩展,然后沿{111}平面扩展,裂纹扩展区有典型的疲劳条带、解理台阶、河流状花样特征,瞬断区有解理平面、滑移带、撕裂棱特征;断裂组织分析表明远离断口处γ′相仍保持立方状形态,断口附近的γ′相发生了塑性变形,断口附近可见滑移带,二次裂纹沿滑移带形成。 展开更多
关键词 DD6 单晶高温合金 非对称循环载荷 低周疲劳 断裂机制
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4130X钢非对称非比例载荷下双轴低周疲劳行为
7
作者 秦晨 晁龙 +5 位作者 陈凡 曹文红 黄国明 夏明 周昌玉 贺小华 《压力容器》 北大核心 2024年第8期9-20,共12页
为研究4130X钢在双轴疲劳载荷下的应力应变状态以及疲劳损伤行为,对4130X钢开展了双轴非对称比例与非比例循环载荷作用下的疲劳试验研究。从双轴循环应变幅、双轴棘轮应变、断口形貌和疲劳寿命等方面,系统分析了不同双轴加载条件下4130... 为研究4130X钢在双轴疲劳载荷下的应力应变状态以及疲劳损伤行为,对4130X钢开展了双轴非对称比例与非比例循环载荷作用下的疲劳试验研究。从双轴循环应变幅、双轴棘轮应变、断口形貌和疲劳寿命等方面,系统分析了不同双轴加载条件下4130X钢的低周疲劳与棘轮行为。结果表明,随着双轴载荷比的减小或相位差的增大,双轴均表现出显著的循环软化现象,并且棘轮应变显著增加,双轴棘轮效应更加明显,导致其疲劳寿命减小。与其他加载情况相比,等双轴载荷比下相位差对疲劳寿命和等效应变的影响更加显著,在双轴相位差ΔФ由0°变为90°时,疲劳寿命下降90%。断口特征表明,随着双轴非比例程度的增大,韧窝由等轴韧窝逐渐转变为剪切韧窝,数量显著增加。 展开更多
关键词 4130X钢 双轴低周疲劳 非对称循环载荷 非比例循环载荷 循环软化 棘轮行为
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非对称循环加载下燃气轮机叶片材料疲劳寿命预测 被引量：3
8
作者 李洪松 刘永葆 +2 位作者 贺星 杨涛 殷望添 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期152-158,237,共8页
燃气轮机叶片在实际工作过程中,易受到非对称循环载荷作用而发生疲劳失效。为便于准确地预测非对称循环加载下叶片材料的裂纹萌生及扩展寿命,首先考虑平均应力效应和高应力区的塑性变形影响,对Chaboche模型进行改进,然后将改进的Chaboch... 燃气轮机叶片在实际工作过程中,易受到非对称循环载荷作用而发生疲劳失效。为便于准确地预测非对称循环加载下叶片材料的裂纹萌生及扩展寿命,首先考虑平均应力效应和高应力区的塑性变形影响,对Chaboche模型进行改进,然后将改进的Chaboche模型和Walker裂纹扩展公式相结合,建立了一种非对称循环载荷作用下裂纹萌生及扩展综合寿命模型,并用试验数据进行验证分析。结果表明,该模型预测得到的裂纹萌生寿命、裂纹扩展寿命与试验数据基本吻合,验证了新模型的适用性和准确性,为燃气轮机叶片损伤分析和寿命预测奠定理论基础。 展开更多
关键词 非对称循环载荷 燃气轮机叶片 疲劳寿命 非线性累积损伤 裂纹萌生 裂纹扩展
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DD3镍基单晶合金低周疲劳寿命研究 被引量：6
9
作者 陈吉平 丁智平 +2 位作者 尹泽勇 杨治国 成晓鸣 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期9-12,16,共5页
进行DD3单晶合金在680℃温度下[001]、[011]和[111]三种取向的非对称循环载荷低周疲劳试验研究。结果表明：晶体取向对DD3单晶合金的应变疲劳寿命有显著的影响,[001]取向寿命最长,[111]取向寿命最短；用取向函数修正应变幅度可以在很大... 进行DD3单晶合金在680℃温度下[001]、[011]和[111]三种取向的非对称循环载荷低周疲劳试验研究。结果表明：晶体取向对DD3单晶合金的应变疲劳寿命有显著的影响,[001]取向寿命最长,[111]取向寿命最短；用取向函数修正应变幅度可以在很大程度上消除晶体取向对疲劳寿命的影响；通过引入参量k表示非对称循环载荷产生的平均应力对疲劳寿命的影响,它与循环寿命之间呈幂函数关系。对应变幅度、取向函数和参量k与光滑或缺口疲劳试样的循环寿命进行相关性分析,发现无论是处于单轴应力状态还是复杂应力状态,应用多元线性回归分析方法拟合DD3单晶合金低周疲劳寿命曲线,相关系数最大,效果最好。 展开更多
关键词 镍基单晶合金 低周疲劳 晶体取向 非对称循环载荷
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