预置应力对铝合金抗疲劳性能影响规律的试验研究

发布时间：2021-07-13 13:35

　　铝合金因密度低、耐腐蚀性好、屈强比高、焊接性好、易于加工成形等优点,被广泛用于航空航天、车辆、船舶、风力发电装备等领域。鉴于轻量化设计和现代机械功能多样性的要求,人们对铝合金的抗疲劳性能提出了越来越高的要求。本论文以5052铝合金为对象,研究了预置应力对扩展紧凑拉伸（E-CT）试样裂纹扩展性能、疲劳寿命及断裂机理的影响规律,主要研究内容及结果如下:（1）研究预置应力水平对E-CT试样疲劳裂纹扩展速率、疲劳寿命的影响规律及作用机理:根据实测的材料基本力学性能和应力应变曲线,选取三种预置应力水平（135MPa、145 MPa、164 MPa）在常幅载荷条件下进行疲劳试验,利用疲劳裂纹扩展速率曲线（Paris曲线）及疲劳试样断口分析（SEM照片）研究预置应力对E-CT试样疲劳裂纹扩展速率、疲劳寿命及断裂机理的影响规律。与母材相比,预置应力水平135 MPa、145MPa、164 MPa都降低了疲劳裂纹扩展速率、提高了疲劳抗力。其中预置应力水平164MPa试样的疲劳裂纹扩展速率下降的最显著,疲劳寿命提高了77.3%。因此,本文中选取164 MPa为较佳预置应力水平。（2）提出对含较佳预置应力试... 

【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

疲劳断裂事故

裂纹扩展方式

钝化过程中初始裂纹端张开的位移与双交滑移形成的扩展距离具有相同的数量级。图2.2（d）表示交变载荷转变为压力时，双交滑移转变为反向，裂纹尾迹形成反向滑移的耳状切口，此时的耳状切口为下一个扩展形成辉纹做准备。图 2.2（e）表示压-压载荷达到最大值时，裂纹被闭合，裂纹尾迹尖角由钝变锐。图 2.2（f）表示又一次塑性钝化状态的形成。载荷循环一周次疲劳断口便形成一条辉纹，一条辉纹代表裂纹扩展的尺寸大小。如此反复地加载，疲劳辉纹不断的积累，服役中的构件最终发生断裂。2.2 裂纹尖端应力分析2.2.1 张开型裂纹塑性区Tresca 准则是判断金属材料是否发生屈服的一项准则，又被称作剪切应力准则。Tresca 准则认为金属材料在外载荷作用下，当最大剪应力达到金属材料的剪切屈服应力时材料就会发生屈服现象。其表达式如下：

【参考文献】：
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本文编号：3282160