軸向加載條件下中碳鋼的超低周疲勞斷裂設(shè)計研究.pdf

1、在甘肅省人才工程基金和蘭州理工大學學術(shù)梯隊及特色研究方向基金資助下，開展了中碳鋼材料軸向加載條件下的超低周疲勞斷裂設(shè)計研究，為裂紋技術(shù)在工程中的應用提供有價值的工藝參數(shù)。 基于斷裂力學理論知識和裂紋技術(shù)的現(xiàn)有成果，分析了平面裂紋及V型缺口問題的應力場、位移場，探討了平面裂紋和切口問題的應力強度因子及其斷裂準則。對實驗所采用試樣的不同缺口形式的應力強度因子進行了理論計算，計算所得的應力、應變及位移云圖結(jié)果表明：在軸向加載條件下，以

2、V型缺口作為超低周疲勞斷裂敏感應力場設(shè)計的方法是可行的。 考慮到超低周疲勞斷裂設(shè)計的特點，進行了中碳鋼在超低周疲勞斷裂試驗的方案設(shè)計及各試驗技術(shù)參數(shù)的選擇確定，并在島津EHF-EM100kN新型電液伺服高頻疲勞試驗機上得以執(zhí)行。 將疲勞斷裂所得的試驗數(shù)據(jù)結(jié)果，運用疲勞壽命評定方法以及變形能耗消耗評定方法進行處理。通過實驗，結(jié)合疲勞斷口形貌特征，分析了載荷形式及幅度、切口角度、切口深度、切口尖端圓角半徑以及加載頻率等工藝參

3、數(shù)對中碳鋼在軸向加載條件下的超低周疲勞斷裂的影響情況。結(jié)果表明拉壓疲勞載荷能夠達到低能耗、斷面高質(zhì)量、超低周次高效率的斷裂設(shè)計要求，適宜的載荷頻率為3～5Hz，適宜的切口參數(shù)為：切口尖端半徑r=(0.2～0.3)mm，切口角度α=60°，切口深度t=(0.14～0.17)D。 對軸向加載的中碳鋼超低周疲勞特性分析顯示，其在受載過程中發(fā)生了循環(huán)硬化。基于對不同計算方法的疲勞缺口系數(shù)Kf的分析比較，提出了適宜于超低周疲勞斷裂設(shè)計的K