鋁合金的棘輪及低周疲勞行為研究.pdf

1、鋁合金作為生產(chǎn)高速列車的主要材料之一，在列車運(yùn)行時(shí)，通常承受著對(duì)稱或非對(duì)稱的循環(huán)荷載作用。在非對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力控制下，材料有可能產(chǎn)生棘輪行為，而棘輪應(yīng)變的過(guò)度累積往往會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)和構(gòu)件變形過(guò)大而無(wú)法正常使用，所以在工程實(shí)際設(shè)計(jì)中往往需要考慮材料棘輪行為的影響。在應(yīng)變控制的對(duì)稱循環(huán)載荷下，材料會(huì)發(fā)生疲勞破環(huán)，而軋制工藝會(huì)導(dǎo)致材料各向異性的產(chǎn)生，進(jìn)而影響材料各個(gè)方向的疲勞壽命。所以進(jìn)行鋁合金的棘輪行為和軋制工藝對(duì)疲勞壽命影響方面的研究也具有重要的

2、工程實(shí)際指導(dǎo)意義。
　　本文選用常用的高鐵材料6005鋁合金材料和5083H111軋制鋁合金板。對(duì)6005鋁合金型材在室溫下的單軸循環(huán)變形行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，討論了不同應(yīng)變幅及平均應(yīng)變對(duì)響應(yīng)應(yīng)力幅值的影響和平均應(yīng)力、應(yīng)力幅值、加載速率、峰/谷值保持時(shí)間對(duì)該材料的棘輪行為影響;對(duì)軋制5083H111鋁合金板進(jìn)行了不同方向上的單軸對(duì)稱應(yīng)變控制下的疲勞行為實(shí)驗(yàn)研究，采用在鋁合金板的三個(gè)典型方向(軋制方向(RD)、與軋制方向成45°角方向

3、(MD)、垂直于軋制方向(TD))截取的試樣，研究其循環(huán)變形行為和疲勞壽命的差異。研究結(jié)果表明:6005鋁合金材料表現(xiàn)為循環(huán)穩(wěn)定特性，在應(yīng)變循環(huán)下，材料的響應(yīng)應(yīng)力幅值隨著應(yīng)變幅值的增大而增加;在應(yīng)力循環(huán)下，其棘輪行為不僅依賴平均應(yīng)力和應(yīng)力幅值的大小，還依賴加載速率和峰谷值的保持;5083H111軋制鋁合金板的三個(gè)方向都表現(xiàn)出明顯的循環(huán)硬化特性，即在恒定的應(yīng)變幅值下，三個(gè)方向的響應(yīng)應(yīng)力幅值均隨著循環(huán)次數(shù)的增加而增大，并且外加應(yīng)變幅值越大，