【摘要】：通過鑄造鎂合金AZ91D和變形鎂合金AZ31B室溫環(huán)境下應力控制的低周疲勞試驗,采用Basquin模型、SWT模型、應變能-壽命模型等模型進行了鎂合金低周疲勞的壽命預測。在此基礎上,基于連續(xù)介質(zhì)損傷力學的不可逆熱力學理論,將鎂合金的低周疲勞損傷視為一個不可逆的耗散過程,用熵來反映系統(tǒng)的耗散過程,并以每一次循環(huán)的平均應變增量來反映平均應力對材料的影響,提出了一種新的鎂合金低周疲勞壽命預測模型。用該模型進行了鎂合金的低周疲勞壽命預測,預測結(jié)果與實測結(jié)果符合較好,同時相比上述其他模型,該模型具有較好的預測效果。
【圖文】：

．０２００．００２０．００１０．００５ＢａｌａｎｃｅＡＺ３１Ｂ３．２２００．４５００．２６００．１５００．０１００．００１０．００５Ｂａｌａｎｃｅ表２試驗用鎂合金力學性能表（室溫２５℃）Ｔａｂ．２Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ２５℃材料σｂ（ＭＰａ）σ０．２（ＭＰａ）Ｅ（ＧＰａ）δ（％）ＡＺ９１Ｄ２７２１４４４５８ＡＺ３１Ｂ２４５１３６４０１９．５圖１疲勞試樣示意圖Ｆｉｇ．１Ｆａｔｉｇｕｅｓｐｅｃｉｍｅｎｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ表３、表４分別為鑄造鎂合金ＡＺ９１Ｄ和變形鎂合金ＡＺ３１Ｂ恒定室溫２５℃下的低周疲勞試驗數(shù)據(jù)及試驗結(jié)果，其中應變、應變能密度等疲勞參數(shù)均取為半壽命處的參數(shù)值。基于表３、表４的試驗數(shù)據(jù)，對Ｂａｓｑｕｉｎ模型、ＳＷＴ模型、應變能－壽命模型以及本文提出的鎂合金低周疲勞壽命預測模型進行了擬合，擬合關系式如下，擬合曲線見圖２，其中Ｒｆ為擬合相關系數(shù)。（１）Ｂａｓｑｕｉｎ模型。ＡＺ９１Ｄ：σａ＝１７６．１７３２６（２Ｎｆ）－０．０８１，Ｒｆ＝０．８７１５６ＡＺ３１Ｂ：σａ＝１６１．５７３４５（２Ｎｆ）－０．０７６８１，，Ｒｆ＝０．８６４５３（２）ＳＷＴ模型。ＡＺ９１Ｄ：σｅｑ＝２４６．５５８５１（２Ｎｆ）－０．０７３２，Ｒｆ＝０．９３０２ＡＺ３１Ｂ：σｅｑ＝２２９．５４６１４（２Ｎｆ）－０．０７１１５，Ｒｆ＝０．９

（ａ）Ｂａｓｑｕｉｎ模型（ｂ）ＳＷＴ模型（ｃ）塑性應變能－壽命模型（ｄ）總應變能－壽命模型（ｅ）新的鎂合金低周疲勞壽命預測模型圖２鎂合金低周疲勞壽命預測模型擬合圖Ｆｉｇ．２Ｆｉｔｔｉｎｇｃｕｒｖｅｓｏｆｌｏｗｃｙｃｌｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓｆｏｒｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ（ａ）鑄造鎂合金ＡＺ９１Ｄ（ｂ）變形鎂合金ＡＺ３１Ｂ圖３鎂合金低周疲勞壽命預測效果圖Ｆｉｇ．３Ｌｏｗｃｙｃｌｅｆａｔｉｇｕｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ從圖３可知：①相較其他壽命模型，本文提出的鎂合金低周疲勞壽命預測模型對于鑄造鎂合金ＡＺ９１Ｄ和變形鎂合金ＡＺ３１Ｂ均有較好的預測效果，所有數(shù)據(jù)點均在２倍誤差帶以內(nèi)，大部分數(shù)據(jù)點在１．５倍誤差帶以內(nèi)。②經(jīng)典的Ｂａｓｑｕｉｎ模型、ＳＷＴ模型及應變能－壽命預測模型的預測效果有限，僅少部分數(shù)據(jù)點在１．５倍誤差帶以內(nèi)。其中，Ｂａｓｑｕｉｎ模型的預測效果最差，５０％以上的數(shù)據(jù)點在２倍誤差帶以外，考慮平均應力修正的ＳＷＴ模型預測效果較Ｂａｓｑｕｉｎ模型預測效果明顯改觀，僅有少量數(shù)據(jù)點在２倍誤差帶以外。相較Ｂａｓｑｕｉｎ模型及ＳＷＴ模型，應變能－壽命模型預測的整體效果較好，塑性應變能－壽命模型的大部分數(shù)據(jù)點在２倍誤差帶以內(nèi)。從上述試驗結(jié)果可知，對于承受非對稱應力控制的鎂合金低周疲勞而言，經(jīng)典的Ｂａｓｑｕｉｎ模型、ＳＷＴ模型及應變能－壽命預測模型的預測效果有限，相較于上述模型，本文提出的鎂合

【參考文獻】

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1 李青;董俊華;余偉煒;高炳軍;;不同溫度下15CrMoR循環(huán)塑性實驗研究及低周疲勞壽命預測[J];機械強度;2014年03期

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2 馬凱;王傳志;董俊華;高炳軍;;15CrMoR焊縫區(qū)及母材區(qū)低周疲勞壽命預測[J];機械強度;2016年04期

3 尹軍軍;富陽;董俊華;高炳軍;;PE100管的室溫單軸應變循環(huán)行為與棘輪效應[J];機械工程材料;2015年10期

【二級參考文獻】

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1 孫宇鵬;董俊華;高炳軍;;合金鋼的高溫單軸棘輪效應實驗研究1.25Cr0.5Mo[J];河北工業(yè)大學學報;2012年02期

2 劉星;宋翠娥;;延遲焦化裝置焦炭塔選材[J];煉油技術(shù)與工程;2010年03期

3 董亞偉;康國政;劉宇杰;王弘;程曉娟;;室溫下20鋼高周次單軸棘輪行為的實驗研究[J];金屬學報;2009年07期

4 高俊生;王顯偉;;焦炭塔的剩余壽命評估與安全生產(chǎn)[J];石油化工設備技術(shù);2006年02期

5 康國政;循環(huán)穩(wěn)定材料的棘輪行為:II.隱式應力積分算法和有限元實現(xiàn)[J];工程力學;2005年03期

6 康國政,高慶;循環(huán)穩(wěn)定材料的棘輪行為:I.實驗和本構(gòu)模型[J];工程力學;2005年02期

7 梅冰,李友國,汪長安,竇鵬;中碳貝氏體鋼滾動接觸疲勞的裂紋萌生[J];清華大學學報(自然科學版);2002年12期

8 康國政,高慶,蔡力勛,楊顯杰,孫亞芳;304不銹鋼非比例循環(huán)棘輪行為的實驗研究[J];金屬學報;2000年05期

9 向陽開,楊顯杰,高慶,蔡力勛;不銹鋼316L單軸棘輪行為及其影響因素的研究[J];核動力工程;1999年05期

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1 蘭揚聲;;低周疲勞簡介[J];機械;1985年05期

2 蔡力勛,孫亞芳,王理,黃淑珍;考慮溫度效應的鈦合金鋼低周疲勞行為研究[J];核動力工程;2000年06期

3 曹嘉新,徐熊;金屬高溫軸向加載低周疲勞試驗探討[J];上海金屬;2002年03期

4 范志超 ,蔣家羚;16MnR中溫環(huán)境下應力控制的低周疲勞行為研究(下)[J];壓力容器;2002年12期

5 李遠睿,陳琳;管材高溫低周疲勞實驗方法及數(shù)據(jù)處理[J];中國有色金屬學報;2003年03期

6 范志超,蔣家羚;16MnR鋼中溫低周疲勞行為研究[J];浙江大學學報(工學版);2004年09期

7 陳凌,蔣家羚;一種新的低周疲勞損傷模型及實驗驗證[J];金屬學報;2005年02期

8 張峰;;輪箍低周疲勞性能研究[J];實驗室研究與探索;2007年11期

9 豐崇友;;多軸非比例加載低周疲勞的研究綜述[J];腐蝕科學與防護技術(shù);2010年02期

10 吳海利;朱月梅;賈國慶;;X12CrMoWVNbN10-1-1轉(zhuǎn)子鋼室溫低周疲勞特性[J];北京科技大學學報;2011年07期

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2 張峰;;輪箍低周疲勞性能研究[A];第七屆全國MTS材料試驗學術(shù)會議論文集（二）[C];2007年

3 葉篤毅;徐元東;肖磊;查海波;;低周疲勞過程中304不銹鋼細觀力學特性的變化特征[A];中國力學學會學術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

4 焦中良;帥健;;管材的低周疲勞性能分析及應變-壽命公式的確定與驗證[A];中國力學學會學術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

5 鄔文睿;王煒哲;劉華鋒;劉應征;;660MW超超臨界汽輪機高壓轉(zhuǎn)子低周疲勞強度分析[A];中國力學學會學術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

6 劉紹倫;;預應力低周疲勞及彈塑性有限元分析[A];北京力學會第14屆學術(shù)年會論文集[C];2008年

7 吳海利;朱月梅;賈國慶;;X12CrMoWVNbN10-1-1轉(zhuǎn)子鋼室溫低周疲勞試驗特性分析[A];2010年海峽兩岸材料破壞/斷裂學術(shù)會議暨第十屆破壞科學研討會/第八屆全國MTS材料試驗學術(shù)會議論文集[C];2010年

8 葉序彬;胡本潤;譚衛(wèi)東;;腐蝕環(huán)境下低周疲勞試驗技術(shù)研究[A];2012年海峽兩岸破壞科學/材料試驗學術(shù)會議論文摘要集[C];2012年

9 耿黎明;嚴仁軍;楊宇華;張新宇;;大潛深結(jié)構(gòu)的低周疲勞研究[A];第16屆全國疲勞與斷裂學術(shù)會議會議程序冊[C];2012年

10 徐堅;鐘曼英;郭世行;;氫反應器壁材料的低周疲勞特性[A];疲勞與斷裂2000——第十屆全國疲勞與斷裂學術(shù)會議論文集[C];2000年

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1 龔士弘 盛光敏;震區(qū)用鋼知識問答[N];中國冶金報;2002年

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1 周紅偉;超（超）臨界機組用鋼的高溫低周疲勞行為研究[D];東南大學;2015年

2 吳德龍;載荷模式對9-12%Cr鋼高溫低周疲勞行為影響及循環(huán)本構(gòu)研究[D];華東理工大學;2016年

3 冷利;擠壓變形Al-7.2Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.08Zr-0.12Sc合金的組織與低周疲勞行為[D];沈陽工業(yè)大學;2016年

4 趙萍;航空發(fā)動機單晶葉片的多軸低周疲勞研究[D];中南大學;2011年

5 范志超;壓力容器用鋼16MnR中溫應力控制下的低周疲勞行為及壽命評估技術(shù)研究[D];浙江大學;2003年

6 王璐;復雜應力狀態(tài)下高溫低周疲勞短裂紋行為研究[D];大連理工大學;2012年

7 李貴軍;特種壓力容器用鋼2.25Cr1Mo的中溫低周疲勞行為及壽命評估技術(shù)的研究[D];浙江大學;2004年

8 李聰;鋯合金的低周疲勞行為研究[D];四川大學;2003年

9 田雨;船體結(jié)構(gòu)低周疲勞損傷極限強度研究[D];大連理工大學;2011年

10 丁智平;復雜應力狀態(tài)鎳基單晶高溫合金低周疲勞損傷研究[D];中南大學;2005年

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1 蔡霄天;細晶有色金屬低周疲勞性能研究[D];南京理工大學;2015年

2 袁麗佳;局部銹蝕鋼材低周疲勞性能的試驗研究與理論分析[D];廣西大學;2015年

3 王s

本文編號：2584836