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总应变寿命方程中疲劳参数的确定和寿命预测

王延荣 杨顺 李宏新 田爱梅

王延荣, 杨顺, 李宏新, 田爱梅. 总应变寿命方程中疲劳参数的确定和寿命预测[J]. 航空动力学报, 2018, 33(1): 1-14. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.2018.01.001
引用本文: 王延荣, 杨顺, 李宏新, 田爱梅. 总应变寿命方程中疲劳参数的确定和寿命预测[J]. 航空动力学报, 2018, 33(1): 1-14. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.2018.01.001
Determination of fatigue parameters in total strain life equation and life prediction[J]. Journal of Aerospace Power, 2018, 33(1): 1-14. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.2018.01.001
Citation: Determination of fatigue parameters in total strain life equation and life prediction[J]. Journal of Aerospace Power, 2018, 33(1): 1-14. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.2018.01.001

总应变寿命方程中疲劳参数的确定和寿命预测

doi: 10.13224/j.cnki.jasp.2018.01.001
基金项目: 国家自然科学基金(51475022,50571004)

Determination of fatigue parameters in total strain life equation and life prediction

  • 摘要: 总结分析了多种寿命预测方法,给出了总应变寿命方程的4个材料参数:疲劳强度系数、疲劳延性系数、疲劳强度指数和疲劳延性指数的表达形式,从而提出了一种新的具有很好物理意义、工程意义和普适性的总应变寿命方程,并以6种典型的航空材料光滑试样(TC4(室温)、TC11(室温)、TC11(500℃)、GH901(300℃)、GH901(500℃)和GH4133B(600℃))的对称循环疲劳数据进行验证,获得了很好的疲劳寿命预测结果,其寿命预测结果大都在2倍分散带以内。对比分析了多种寿命预测方法所确定的4个疲劳参数,并且分析了5种断裂真应力表达形式所确定的疲劳强度系数,发现所提出确定断裂真应力的方法获得了较好的精度,与试验值相比,不超过其误差的15%,并且准确确定断裂真应力将会显著提高对中高寿命段的寿命预测精度。

     

  • [1] BASQUIN O H.The exponential law of endurance tests[J].Amican Society for Testing and Materials Proceedings,1910,10:625-630.
    [2] MANSON S S.Behavior of materials under conditions of thermal stress[R].NACA Report 1170,1954.
    [3] COFFIN L F,Jr.A study of the effect of cyclic thermal stresses on a ductile metal[M].New York:Knolls Atomic Power Laboratory,1953.
    [4] MORROW J D.Cyclic plastic strain energy and fatigue of metals[R].ASTM Paper STP-378,1965.
    [5] GRAHAM J A.Fatigue design handbook:a guid for product design and development engineers[M].Warrendale,US:SAE,1968.
    [6] SMITH K N,WATSON P,TOPPER T H.A stressstrain function for the fatigue of metals[J].Journal of Materials,1970,5(4):767-778.
    [7] WALKER K.The effect of stress ratio during crack propagation and fatigue for 2024T3 and 7075T6 aluminum[R].ASMT Paper STP462,1970.
    [8] 姚卫星.结构疲劳寿命分析[M].北京:国防工业出版社,2003.
    [9] MANSON S S.Fatigue:a complex subject:some simple approximations[J].Experimental Mechanics,1965,5(4):193-226.
    [10] RASKE D T,MORROW J.Mechanics of materials in low cycle fatigue testing[R].ASTM Paper STP465,1969.
    [11] MICHELL M R,SOCIE D F,CAULFIELD E M.Fundamentals of modern fatigue analysis[R].UrbanaChampaign,US:University of Illinois,Fracture Control Program Report No.26,1977.
    [12] MURALIDHARAN U,MANSON S S.Materials universal slopes equation for estimation of fatigue characteristics[J].Journal of Engeering Materials and Technology,1988,110(1):55-58.
    [13] BUMEL A,Jr.,SEEGER T.Materials data for cycle loading:supplement Ⅰ[M].Amesterdam,Netherlands:Elsevier Science Publishers,1990.
    [14] ONG J H.An improved technique for the prediction of axial fatique life from tensile data[J].International Journal of Fatigue,1993,15(3):213-219.
    [15] ROESSLE M L,FATEMI A.Straincontrolled fatigue properties of steels and some simple approximations[J].International Journal of Fatigue,2000,22(6):495-511.
    [16] MEGGIOLARO M A,CASTRO J T P.Statistical evaluation of strainlife fatigue crack initiation predictions[J].International Journal of Fatigue,2004,26(5):463-476.
    [17] 王延荣,李宏新,袁善虎,等.确定总应变寿命方程参数的一种方法[J].航空动力学报,2014,29(4):881-886.WANG Yanrong,LI Hongxin,YUAN Shanhu,et al.A method for determination of parameters in total strain life equation[J].Journal of Aerospace Power,2014,29(4):881-886.(in Chinese)
    [18] 刘香,王延荣,田爱梅.确定总应变寿命方程中指数的一种方法[J].航空动力学报,2017,32(1):105-113.LIU Xiang,WANG Yanrong,TIAN Aimei,et al.A method for determination of exponents in total strain life equation[J].Journal of Aerospace Power,2017,32(1):105-113.(in Chinese)
    [19] American Society for Metals.Properties and selection:stainless steels,tool materials and special purpose metals[M].[S.l.]:American Society for Metals,1980.
    [20] 徐鹏.金属材料应变寿命曲线估算的新方法[D].南京:南京航空航天大学,2012.XU Peng.A new method for the estimation of strainlife curve of metals[D].Nanjing:Nanjing University of Aeronautics and Astronautics.(in Chinese)
    [21] 北京航空材料研究所.航空发动机设计用材料数据手册[M].北京:国防工业出版社,1988.
    [22] 《工程材料实用手册》编辑委员会.工程材料实用手册:第2卷 变形高温合金、铸造高温合金[M].2版.北京:中国标准出版社,2001.
    [23] 航空工业部科学技术委员会.应变疲劳分析手册[M].北京:科学出版社,1987.
    [24] 施翔晶.A4铝合金锻件腐蚀环境低周疲劳性能试验研究[D].南昌:南昌大学,2007.
    [25] SMITH R W,HIRSCHBERG M H,MANSON S S.Fatigue behavior of materials under strain cycling in low and intermediate life range[R].NASA Technical Note D-1574,1963.
    [26] 王英玉.金属材料的多轴疲劳行为与寿命估算[D].南京:南京航空航天大学,2005.
    [27] TUCKER L E,LANDGRAF R W,BROSE W R.Technical report on fatigue properties[R].SAE Report J1099,1979.
    [28] ZHAO T W,JIANG Y Y.Fatigue of 7075T651 aluminum alloy[J].International Journal of Fatigue,2008,30(5):834-849.
    [29] 陈传尧.疲劳与断裂[M].武汉:华中科技大学出版社,2001.
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  • 收稿日期:  2016-06-03
  • 刊出日期:  2018-01-28

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