镁合金低周疲劳寿命预测模型探讨
【图文】：
．０２００．００２０．００１０．００５ＢａｌａｎｃｅＡＺ３１Ｂ３．２２００．４５００．２６００．１５００．０１００．００１０．００５Ｂａｌａｎｃｅ表２试验用镁合金力学性能表（室温２５℃）Ｔａｂ．２Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ２５℃材料σｂ（ＭＰａ）σ０．２（ＭＰａ）Ｅ（ＧＰａ）δ（％）ＡＺ９１Ｄ２７２１４４４５８ＡＺ３１Ｂ２４５１３６４０１９．５图１疲劳试样示意图Ｆｉｇ．１Ｆａｔｉｇｕｅｓｐｅｃｉｍｅｎｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ表３、表４分别为铸造镁合金ＡＺ９１Ｄ和变形镁合金ＡＺ３１Ｂ恒定室温２５℃下的低周疲劳试验数据及试验结果，其中应变、应变能密度等疲劳参数均取为半寿命处的参数值。基于表３、表４的试验数据，对Ｂａｓｑｕｉｎ模型、ＳＷＴ模型、应变能－寿命模型以及本文提出的镁合金低周疲劳寿命预测模型进行了拟合，拟合关系式如下，拟合曲线见图２，其中Ｒｆ为拟合相关系数。（１）Ｂａｓｑｕｉｎ模型。ＡＺ９１Ｄ：σａ＝１７６．１７３２６（２Ｎｆ）－０．０８１，Ｒｆ＝０．８７１５６ＡＺ３１Ｂ：σａ＝１６１．５７３４５（２Ｎｆ）－０．０７６８１，，Ｒｆ＝０．８６４５３（２）ＳＷＴ模型。ＡＺ９１Ｄ：σｅｑ＝２４６．５５８５１（２Ｎｆ）－０．０７３２，Ｒｆ＝０．９３０２ＡＺ３１Ｂ：σｅｑ＝２２９．５４６１４（２Ｎｆ）－０．０７１１５，Ｒｆ＝０．９
（ａ）Ｂａｓｑｕｉｎ模型（ｂ）ＳＷＴ模型（ｃ）塑性应变能－寿命模型（ｄ）总应变能－寿命模型（ｅ）新的镁合金低周疲劳寿命预测模型图２镁合金低周疲劳寿命预测模型拟合图Ｆｉｇ．２Ｆｉｔｔｉｎｇｃｕｒｖｅｓｏｆｌｏｗｃｙｃｌｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓｆｏｒｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ（ａ）铸造镁合金ＡＺ９１Ｄ（ｂ）变形镁合金ＡＺ３１Ｂ图３镁合金低周疲劳寿命预测效果图Ｆｉｇ．３Ｌｏｗｃｙｃｌｅｆａｔｉｇｕｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ从图３可知：①相较其他寿命模型，本文提出的镁合金低周疲劳寿命预测模型对于铸造镁合金ＡＺ９１Ｄ和变形镁合金ＡＺ３１Ｂ均有较好的预测效果，所有数据点均在２倍误差带以内，大部分数据点在１．５倍误差带以内。②经典的Ｂａｓｑｕｉｎ模型、ＳＷＴ模型及应变能－寿命预测模型的预测效果有限，仅少部分数据点在１．５倍误差带以内。其中，Ｂａｓｑｕｉｎ模型的预测效果最差，５０％以上的数据点在２倍误差带以外，考虑平均应力修正的ＳＷＴ模型预测效果较Ｂａｓｑｕｉｎ模型预测效果明显改观，仅有少量数据点在２倍误差带以外。相较Ｂａｓｑｕｉｎ模型及ＳＷＴ模型，应变能－寿命模型预测的整体效果较好，塑性应变能－寿命模型的大部分数据点在２倍误差带以内。从上述试验结果可知，对于承受非对称应力控制的镁合金低周疲劳而言，经典的Ｂａｓｑｕｉｎ模型、ＳＷＴ模型及应变能－寿命预测模型的预测效果有限，相较于上述模型，本文提出的镁合
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3 王s
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