az31镁合金低周疲劳性能的研究论文

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1、中文摘要摘要在实际生产中应用的金属和合金当中，镁及其镁合金拥有最低的密度，同时还有着良好的加工性能和可回收性。当前，汽车工业一直致力于开发一种耗油更少的产品，并且这种产品的价格也较为低廉。这同时也推动了人们去致力于研究一种轻型材料去作为结构材料。作为一种结构材料，在服役时，镁合金总是承受着循环变形，因此，从安全的角度出发，需要对这些材料的低周疲劳性能进行研究。实验结果表明，通过比较四种不同疲劳预测模型，塑性应变能密度的模型能够较好地预测镁合金的疲劳寿命。在整个疲劳过程中，塑性应变的变化相对比较稳定，这个参数还能够综合考虑到应力和应变对疲劳损伤的影响，因此这种与能量相关的模型能够较好预测挤压镁

2、合金的疲劳寿命。公式计算出的塑性应变能密度和真实值存在误差，而且这种误差随着应变幅的增加而增大，高应变下发生的孪生．退孪生过程会使得滞回环形状发生改变，因而产生了误差。通过分析镁合金AZ31的疲劳机制，发现当应变幅由O．3％升高到0．4％的时候，疲劳断口附近的剖面的残余孪晶含量由3．9％升高到32．7％，而且大多数孪晶类型为拉伸孪晶。另外，材料的疲劳寿命也由18208N降低至3044N，由此推断，O．3％可能是疲劳过程中变形机制转变的一个门槛值。在高疲劳频率(1Hz)下的应变幅(o。)硬化相对滞后，当N>100的时候，oa才开始增加。在低疲劳频率(0．5Hz)下，oa都呈现出持续和稳定的循环

3、硬化，滞回环的面积更大。在压缩阶段，疲劳频率低的材料先发生屈服。同时在低疲劳频率下，材料的压缩应力幅曲线硬化更为显著。初始孪晶会对镁合金AZ31的变形行为和疲劳性能产生重要影响。预变形产生的孪晶能够通过退孪生变形来满足随后的拉伸形变，故能够显著降低拉伸应力幅。预压缩为2％时，疲劳寿命显著提高，预压缩为4％时，材料的疲劳寿命又急剧降低。在生产设计中，需要恰当地考虑这种因素的影响。关键词：镁合金AZ31，断裂，孪生．退孪生，低周疲劳，疲劳寿命预测重庆大学硕士学位论文II英文摘要ABSTRACTMagnesiumanditsalloyshavethelowestdensityamongthepra

4、cticalmetalsandalloys，withgoodmachinabilityandrecyclability．Arecentpushbytheautomotiveindustrytolowerthefuelconsumptionandcostofautomobileproductionisprovidingenhancedmotivationforthestudyoflightweightmaterialsforstructuralcomponents．Asstructuralmaterialsinservice，magnesiumalloysalwaysinvolvecyclic

5、deformation，therefore，thelow-cyclefatigue(LCF)propertiesofthesematerialsneedtobcsystemicallyinvestigatedforsafetyreasons．Theresultsshowed，theplasticstrainenergydensitymodelcanbcusedtopredictthefatiguelifeappropriatelybycomparingfourdifferentfatiguelifepredictionmodels．Theplasticstrainenergydensityu

6、nderwentaconsiderablevariationthroughtheentirefatigueprocess．Theparameterisacombinationofstressandplasticstrainduringthefatiguedamage，thererfore，theenergy·relatedmodelissuitableforthepredictionoflow-cyclefatiguelifeoftheextrudedMgalloy．Thereisallerrorbetweencalculationvalueoftheplasticstrainenergyd

7、ensitybyformulaandthetruevalue，anderrorincreaseswiththeincreasedstrainamplitude，twinning-detwinningprocessathigherstrainamplitudewillchangetheshapeofthehysteresis，resultinginerrors：Byanalysisingthefatiguede