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《估算低温下金属材料应变疲劳寿命和疲劳极限的新方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、1992年7月西北工业大学学报July1992第10卷第3期JOURNALOFNORTHWESTERNPOLYTECHNICALUN】VERSITYVOI.ION0.3估算低温下金属材料应变疲劳寿命和疲劳极限的新方法’¹º吕宝桐郑修麟吕宝桐讲师摘要本文建立了枯算低温下金属材料应变,并首次提疲劳寿命的新方法出了金属疲劳极限的热激活模型.该模型可定量地解释温度和频率对疲劳极限的影响.研究结果表明,提出的应变疲劳公式可很好地拟合低温下金属材料应变疲,。,。;疲劳极限可表示成非热激活分量(气二)和热激活分量劳寿命的实验结果a’,;,;(T,云)之和气(气护是
2、与温度和频率(或应变速率)无关的材料常数,。,T‘,)与流变应力的热激活分量近似相等:(最后用文献中的实脸数据对本丈提出的低温下就应变疲劳寿命和疲劳极限的估算方法进行了验证.,,,关键词低温疲劳应变疲劳疲劳极限疲劳性能预测引言现代能源和航天技术的发展需要许多工程结构在低温乃至超低温环境中服役,疲劳是低温结构安全设计中必须考虑的问题之一.〔1疲劳裂纹起始寿命常常是低温构件总寿命的主要部分,而材料的应变疲劳寿命曲线及其数学表达式则是估算构件应变疲劳裂纹起始寿命和建立疲劳裂纹起始模型的重要依据[21.低温下的应变疲劳寿命曲线一般采用,。,Mans一cofi
3、n3]Mans一Cofin因此on公式拟合[lon公式由于未反映疲劳极限的存在,。6在估算长寿命范围内(万户1ocycle)的疲劳寿命时结果偏于保守[2]疲劳极限是构件进行无限寿命设计时的关键参数。测试费用高昂是限制大量测定低温疲劳极限实验数据的主要原因之一目前尚未见到有关如何估算低温疲劳极限的公开报导.显然,准确地定量预测低温下金属材料的疲劳极陈以寸于低温材料的材料筛选及抗疲劳设计都具有实际的工程应用价值。,提出了疲劳极限的热激,本文力图阐明金属疲劳极限的热激活性质活模型并给出了¹西」巨业大学讲师»西北工业大学教授本文收到日期:1990年9月15日
4、本文系航空科学基金资助课题··第3期吕宝桐等:估算低温下金属材料应变疲劳寿命和疲劳极限的新方法295低温应变疲劳寿命的表达式及定量预测方法.1一个适用于低温的应变疲劳公式,根据疲劳损伤的概念[412014-T‘1洲i马氏体时效钢:提出了一个应变疲劳公式万A(△e-△。。)一2(a卢l)。。,△为理论应变疲劳极限即当‘卜卜△△孙O;19一T851价对于断裂2勺小于1的材料:延隆A一(lb)弓公式(l)在室温下的有效性已被,证实[4]根据疲劳损伤的概省0.,念,公式(l)在低温下仍应适AISI304L用。为了检验这一推论,采用,[41的方法对[3]中10
5、种金属材料下的应变疲劳实验数据进行回,户Alsl310Nickel270归分析分析结果见表1和图。,丫击O凡‘..10月门300K3(X】K结果表明公式(la)可以一78K口78K,300K7sK和4K很好地拟合.呜K.呜K0,I不同温度下的应变疲劳实验数1护10310410,一。‘10一022护lof‘i了而.。:,etoe,r据对于多数齐1的材料勺哥clfailurN‘图l文靓3]的实验结果及其拟合曲线与拟合系数勺(一汀了)很接近.因大多数金属材料(尤其是,。1高强度结构材料)的齐所以公式(l)适用于多数金属结.nTi一5人卜2S构材料.,。。按
6、照公式(l)在△确定后,可根据材料的勺预测其应变疲劳寿命.图2表明,用这种方法得到的估算曲线与实验结果.,符合的很好根据公式(l)低18Ni马氏体时效钥言周疲劳抗力主要取决于材料的处今具有稳定FCC结构的金属.3加K饭.78K,材料在低温下无韧脆转变其勺.,4Kl一一上11护10.10,随温度下降的变化不显著故低护10.锡沙寸其低周疲劳抗力的影响也较‘u.可dto翻呜万小;而铁素体钢(如18%Ni图2文献ls1中实验结果与才占肄曲线的比较296西北工业大学学报第10卷表1文献13中实验数据的回归分析结果右,‘2￡。crlsl材料温度E勺,仓户△气KG
7、Pa10一3MaP......2014seT63o74衬0380260.06473272一习9900217......一铝合金788180260240058101414刃9770326......4828001620200.044119490-0981033119.....-..2seT851300708036045019954190刃9990054铝合金7878.60.490.460.2056.3247一1.0000.016482.00.40.410.1659.0367一O,9930.170光谱纯铜300113一72一000.600.3631.27
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