帶單邊裂紋鋁合金板的裂紋擴(kuò)展和壽命預(yù)測方法研究.pdf

1、疲勞破壞一直是飛行器控制系統(tǒng)伺服作動器作動筒面臨的最主要失效原因。結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂紋后，其在交變載荷作用下剩余壽命主要由裂紋擴(kuò)展壽命所控制。因此，對帶有初始裂紋構(gòu)件的裂紋擴(kuò)展速率和壽命預(yù)測的研究具有重要意義。
　　基于已有的研究疲勞裂紋擴(kuò)展速率的斷裂力學(xué)的理論方法，本文分別用pairs公式、Forman公式和裂紋全程擴(kuò)展公式計算了不同工況和不同初始裂紋下的構(gòu)件剩余壽命。在相同工況下第三章用有限元軟件ANSYS計算了帶有單邊裂紋試件的應(yīng)力

2、強(qiáng)度因子，采用退化為三角形的1/4中點(diǎn)元模擬裂紋尖端區(qū)域的奇異性，文中給出了三維半裂紋體模型的數(shù)值算例。應(yīng)力強(qiáng)度因子是控制裂紋擴(kuò)展和試件斷裂的最主要因素。將有限元ANSYS計算的應(yīng)力強(qiáng)度因子結(jié)果與公式（略）的計算值進(jìn)行了對比分析。然后根據(jù)pairs公式用有限元計算的K值預(yù)測了構(gòu)件的剩余壽命。
　　為了驗(yàn)證理論模型和有限元對構(gòu)件剩余壽命預(yù)測的有效性，在高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)上對預(yù)制裂紋后的三點(diǎn)彎試樣進(jìn)行了疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)。通過自制懸臂梁式撓