基于泛形理论16MnR钢材的疲劳研究

发布时间：2024-07-08 18:40

　　根据科研、工业生产需要16MnR钢被广泛的应用在各种结构中,其受到各种加载方式的破坏,疲劳破坏是其普遍的失效事故。虽然破坏表面被证实了具有分形特征,但是在分形理论下对象的物理量纲失去了物理意义,本文基于泛形理论对16MnR钢的疲劳破坏进行研究,从根本上解决分形应用的本质缺陷,为16MnR钢的疲劳研究提供一种新思路。首先,通过应用泛形理论,采用计盒法求出了材料破坏断口形貌的复杂度以及最小度量码尺;利用试验数据,验证了泛形理论下的裂纹长度;建立了泛形下裂纹扩展模型,推导了基于泛形理论的考虑断裂形貌的疲劳裂纹扩展速率公式。其次,对16RnM钢进行了疲劳试验,加载应力分别为应力比一定,平均应力变化;加载幅值不变,加载平均应力变化;平均应力一定,加载幅值变化,探讨了不同加载情况对疲劳寿命和疲劳裂纹扩展长度的影响。通过激光共聚焦显微镜测得了断口表面数据,探讨了断口形貌的复杂度的变化趋势以及循环加载力对断口形貌复杂度的影响;通过区分循环加载产生的疲劳断裂和拉伸断裂的界线,获得了疲劳裂纹长度。第三,从宏、细、微观的角度出发,将16MnR钢的晶体组织结构、断口形貌以及裂纹扩展速率结合起来,探讨了晶体组织...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1计盒法示意图

minminubiffx维测度中泛形理论得到的曲线长度是有限的究物理对象，一方面可以将分形理论中由于整决，泛形具有整数Hausdorff维数，使得其物具有相同维度，不同复杂度的泛形的整数维复杂度下都具有同一意义，这为衡量材料性解决了分形理论中无法给出的边界问题，提出边界问....

图2-3该实物断面的微观放大图

图2-3该实物断面的微观放大图Fig.2-3Microscopicenlargementofspecimenfractur图2-2试件实物图Fig.2-2Specimendiagram图2-4裂纹扩展轮廓图Fig.2-4Contourmapofc....

图2-2试件实物图

图2-3该实物断面的微观放大图Fig.2-3Microscopicenlargementofspecimenfractur图2-2试件实物图Fig.2-2Specimendiagram图2-4裂纹扩展轮廓图Fig.2-4Contourmapofc....

图2-4裂纹扩展轮廓图

在传统理论下，疲劳断口截面会近似的简化成一条光滑的直线，消除裂纹前段误差区比较大的部分，其表观长度大概为1L14000um（可以从图2-4中计算得到）。但是实际上断口截面是一条复杂的线段，而且泛形下的断口截面要比简化的断口截面长度大很多。图2-4裂纹扩展轮廓图Fig....

本文编号：4003707