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摘要
循环应变能法从疲劳损伤机理的角度来对疲劳寿命进行预测，能够很好地解释疲劳断裂行为，故而得到广泛应用。然而，对材料整体性能的大量实验研究中常常不考虑加工表面完整性，从而影响了能量法的预测精度。提出一种考虑加工表面完整性的循环背应力能法疲劳寿命预测修正模型，其中通过引入残余应力随深度围成的面积作为影响因子来考虑加工表面层力学特征对总背应力能的影响。将微裂纹不扩展阈值作为影响因子表征表面层几何和组织特征对总背应力能的作用。结果表明，针对淬火回火前的重载车辆扭力轴高强度钢材料，考虑加工表面完整性的修正模型疲劳寿命预测误差分散带缩小38%，预测精度提高25%，与疲劳断裂后实时统计单周次循环背应力能密度的模型具有相同的误差分散带（1.25倍），克服了传统能量法需要在疲劳试验后才能进行寿命预测的缺点。针对淬火回火后的超高强度钢材料，考虑加工表面完整性的修正模型疲劳寿命预测精度从72.7%提升到了92.2%，克服了疲劳断裂后实时统计单周次循环背应力能密度预测模型的失效性，误差分散带从3.30倍降到了1.41倍。该模型提高了能量法在不同加工表面层特征的适用性，实现了面向服役性能的加工表面完整性评价。
- 出版日期2022-7-7
- 单位北京理工大学
