多重分形在高溫疲勞損傷中的應用.pdf

1、材料的疲勞損傷主要以裂紋的形式表現(xiàn)出來，由于疲勞損傷演化行為關系到材料的疲勞壽命，目前已成為整個疲勞領域的重點研究問題之一，但未形成比較完善的研究體系。利用分形理論研究材料的疲勞損傷具有一定的局限性，不能全面描述損傷表面的信息，多重分形建立在分形理論的基礎上，彌補了分形理論在對疲勞損傷進行描述時的缺陷，為疲勞損傷研究開辟了新的途徑。
　　本文采用20＃鋼材料，對其進行復雜應力狀態(tài)下高溫疲勞試驗，以疲勞損傷表面裂紋演化行為作為研究對

2、象，通過試驗手段及觀測采集技術獲得疲勞損傷表面的裂紋生長行為特征，采用多重分形方法進行研究分析，探究高溫下疲勞損傷演化行為的規(guī)律。本文的主要內容可概括如下:
　　1、對高溫疲勞損傷的研究背景及意義進行了闡述，歸納總結了目前疲勞損傷研究領域中疲勞累積損傷理論的模型與方法，回顧了分形理論的優(yōu)缺點，對多重分形理論的應用及計算進行了詳盡的描述。
　　2、對試件材料進行了不同加載條件下的高溫疲勞試驗，由此獲得了一系列不同加載條件下及不

3、同循環(huán)次數(shù)下的疲勞表面損傷圖像，利用疲勞累積損傷理論研究了材料表面損傷因子D隨疲勞壽命的變化關系，研究表明，材料的疲勞損傷大概經(jīng)歷三個過程:快速增加、緩慢增加、跳躍趨勢。
　　3、結合多重分形譜的物理意義，將多重分形理論應用于材料疲勞損傷研究中，通過Ostu閾值分割法進行圖像處理，得到不同應變幅下?lián)p傷演化的二值化圖，采用多重分形譜理論對材料表面的損傷演化進行描述，并引入了描述疲勞裂紋分布復雜程度的多重分形譜的譜寬Δa及譜高Δf,通