低合金超高强度钢跨尺度疲劳失效行为分析

作者：唐雪松; 李欣然; 魏天添

来源：长沙理工大学学报, 2015, (01): 79-84.

• 疲劳裂纹扩展
• S-N曲线
• 合金钢
• 跨尺度
• 微观效应
• 约束应力区 fatigue crack growth
• S-N curve
• alloy steel
• trans-scale
• microscopic effect
• restraining stress zone

为了研究40CrNi2Si2MoVA低合金超高强度钢的跨尺度疲劳失效行为,以约束应力区描述材料的损伤过程,以跨尺度应变能密度因子作为疲劳裂纹扩展的控制参量,建立宏微观跨尺度疲劳裂纹扩展统一模型。采用上述模型,利用光滑试样(应力集中系数Kt=1)的试验S-N曲线,拟合出疲劳模型中的材料参数。当考虑材料微结构对疲劳寿命的影响时,该模型可精确再现出疲劳试验数据的发散特性。利用该模型对不同应力集中系数下(Kt=2,3)含缺口试样的疲劳寿命进行了预测,理论计算结果与试验结果吻合良好。研究结果表明,合金钢材料的初始缺陷及微结构的演化特性,对疲劳寿命有显著影响,是疲劳试验数据发散的主要原因。

• 出版日期2015
• 单位长沙理工大学