軸向加載條件下中碳鋼的超低周疲勞斷裂設計研究.pdf

1、在甘肅省人才工程基金和蘭州理工大學學術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計研究，為裂紋技術在工程中的應用提供有價值的工藝參數。 基于斷裂力學理論知識和裂紋技術的現有成果，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計的方法是可行的。 考慮到超低周疲勞斷裂設計的特點，進行了中碳鋼在超低周疲勞斷裂試驗的方案設計及各試驗技術參數的選擇確定，并在島津EHF-EM100kN新型電液伺服高頻疲勞試驗機上得以執行。 將疲勞斷裂所得的試驗數據結果，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。結果表明拉壓疲勞載荷能夠達到低能耗、斷面高質量、超低周次高效率的斷裂設計要求，適宜的載荷頻率為3～5Hz，適宜的切口參數為：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，其在受載過程中發生了循環硬化?；趯Σ煌嬎惴椒ǖ钠谌笨谙禂礙f的分析比較，提出了適宜于超低周疲勞斷裂設計的K