疲勞裂紋擴(kuò)展新理論的驗(yàn)證及影響因素分析.pdf

1、低應(yīng)力疲勞破壞是造成構(gòu)件失效的最普遍、最常見的形式之一。大多數(shù)帶有缺陷的構(gòu)件是在疲勞載荷作用下，裂紋不斷擴(kuò)展而造成的構(gòu)件破壞。因此，對疲勞裂紋及其擴(kuò)展速率的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 從力學(xué)的基本觀點(diǎn)看，疲勞裂紋的擴(kuò)展問題是一個(gè)邊值隨時(shí)間變化，求全場動力學(xué)解的問題。交變載荷引起的慣性效應(yīng)是問題的本質(zhì)。該文基于的裂紋擴(kuò)展速率公式用交變荷載引起的慣性效應(yīng)和對裂紋尖端的影響闡明了疲勞裂紋擴(kuò)展的力學(xué)機(jī)理，并用達(dá)朗伯原理將斷裂動力學(xué)問題化成

2、形式上的線彈性斷裂力學(xué)問題，通過引入適當(dāng)?shù)男聟?shù)和新概念，建立了疲勞裂紋擴(kuò)展的力學(xué)模型，并解析地導(dǎo)出了疲勞壽命預(yù)測的普適公式。 該文用理論與試驗(yàn)數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法，引用文獻(xiàn)中的眾多試驗(yàn)數(shù)據(jù)對新的裂紋擴(kuò)展速率公式作了驗(yàn)證與分析，定量地研究了擴(kuò)展速率方程及其影響因素，對所包含的新概念作了詳細(xì)的闡述。 研究結(jié)果表明： 1、該公式具有力學(xué)概念清晰、公式簡捷、具有普適性。只要已知三個(gè)階段有限的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就可將3個(gè)待定參數(shù)確定，

3、整個(gè)疲勞裂紋擴(kuò)展過程就被確定，并能方便和精確地的計(jì)算出試件的疲勞壽命。對公式中的6個(gè)參數(shù)及其與擴(kuò)展速率的關(guān)系進(jìn)行了定量地分析和預(yù)測。 2、在與多個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比表明，C比c1值的變化范圍更大，這表明c1值比C值更具有反映材料性能的特征。另一方面△K由于對裂紋擴(kuò)展速率描述的不完備性導(dǎo)致疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)形式上重復(fù)性差、數(shù)據(jù)分散。 3、以往疲勞裂紋擴(kuò)展研究中被稱為門檻值的Kth被認(rèn)為是一個(gè)材料常數(shù)，該文的研究表明Kth是反映材料特