张丽
,
吴学仁
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.6.010
将基于小裂纹理论的疲劳全寿命预测方法应用于恒幅载荷作用下的高温合金GH4169材料的全寿命预测.采用单边缺口试样研究了该合金在室温下应力比为0.1和0.5的自然萌生的小裂纹的起始和扩展行为,结果表明疲劳小裂纹均起始于试样表面夹杂,并且小裂纹扩展寿命占疲劳全寿命的大部分比例.在裂纹扩展速率da/dN低于10-5mm/cycle的区域,表现出明显的小裂纹效应.基于小裂纹和长裂纹的扩展数据,利用Newman裂纹闭合模型,获得了裂纹扩展的da/dN-AKeff基线数据.对高周疲劳试样的断口形貌进行观察,得到以材料夹杂尺寸作为初始裂纹尺寸的值ai.根据初始裂纹尺寸和裂纹扩展的基线数据,利用FASTRAN软件,对GH4169合金的疲劳全寿命进行预测,并用高周疲劳试验S-N数据对预测结果进行评价,预测与试验结果能够很好地吻合.
关键词:
GH4169高温合金
,
小裂纹效应
,
小裂纹理论
,
裂纹闭合模型
,
寿命预测
丁传富
,
刘建中
,
吴学仁
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2005.06.003
研究了TC4钛合金和7475铝合金在应力比R=0.5,0和-1恒幅载荷下的长裂纹和小裂纹的扩展行为.小裂纹试验采用单边缺口拉伸试样,裂纹从半圆形缺口根部自然萌生.研究结果显示,TC4钛合金在恒幅载荷下,未显示出小裂纹效应.该现象与小裂纹扩展初期出现明显的裂纹偏析和分叉有关.小裂纹起始寿命较长,裂纹起始寿命约占疲劳寿命的20%～55%.7475-T7351铝合金在低应力比(R≤0)下的低应力强度因子范围内,存在经典的小裂纹效应,小裂纹起始于孔壁表面的第二相质点团或空洞处,夹杂质点团较之单个杂质点对裂纹的萌生更有害,裂纹起始寿命约占疲劳寿命的15%～29%.
关键词:
长裂纹
,
小裂纹
,
小裂纹效应
,
铝合金
,
钛合金
