一种确定低周应变疲劳应变_寿命曲线的方法_张国栋

收稿日期:2003-04-17;修订日期:2003-07-08基金项目:“九五”航空发动机结构强度国防预研项目(28.4)作者简介:张国栋(1977-),男,陕西富平人,北京航空材料研究院助理工程师,硕士,主要从事高温疲劳与断裂研究.第19卷　第1期2004年2月航空动力学报Journal of Aerospace PowerVol.19No.1Feb.　2004文章编号:1000-8055(2004)01-0017-06定向合金DZ 125热/机械疲劳寿命预测模型评估张国栋1,刘绍伦1,何玉怀1,周柏卓2(1.北京航空材料研究院,北京100095;2.沈阳航空发动机设计研究所,辽宁沈阳110015)摘要:分别用微裂纹扩展模型、M anso n-Co ffin 方程和拉伸迟滞能模型对DZ125定向凝固铸造镍基高温合金的热/机械疲劳寿命进行预测。

预测结果发现:三种模型都能较好对D Z125合金的热/机械疲劳寿命进行预测(分散带为2倍左右)。

通过分散带和标准差的定量比较发现:对于同相位、-135°相位和同相位带保持时间的热/机械疲劳,拉伸迟滞能寿命预测模型的预测结果比微裂纹扩展模型和M anson-Coffin 方程的预测结果好;而对于反相位热/机械疲劳,微裂纹扩展模型的预测结果比拉伸迟滞能寿命预测模型和M anso n-Coffin 方程的预测结果好。

关　键　词:航空、航天推进系统;热/机械;疲劳;寿命预测;同相位;反相位中图分类号:O346.2;V 231.95 文献标识码:ALife Predication of Thermomechanical Fatiguein DS S uperalloy DZ 125ZHANG Guo -dong 1,LIU Shao -lun 1,HE Yu -huai 1,ZHOU Bo -zhuo2(1.Beijing Institute of Aeronautical Materials,Beijing 100095,China;2.Shenyang Aeroeng ine Research Institute,Shenyang 110015,China)Abstract :Manson -Coffin equation ,Ostergren m ethod and microcrack propag ation model w ere chosen to predict TMF life in DS Superalloy DZ 125.T he results of T MF life prediction show ed that all of methods chosen were able to g ive a reasonable life prediction result for DS su-peralloy DZ125.For in-phase TM F,in-phase w ith hold tim e TM F and -135°phase ang le TMF,Ostergren model gav e a better life prediction result than Manson -Coffin equation and microcrackpropagation m odel did.But for out-of-phase T MF,microcrack propag ation model gave better re-sults than Ostergren m odel and M anson-Coffin equation did.Key words :aerospace propulsion system ;thermomechanical;fatig ue;life prediction;in -phase ;out -of -phase 航空、动力和冶金等工业中的许多工程零部件,在其服役期间由于环境温度的不断变化,导致这些零件不仅承受着循环载荷所产生的机械应力,而且还承受着由于温度变化或温度梯度而引起的热循环应力。

Journal of Mechanical Strength2023,45(5):1229-1232DOI :10.16579/j.issn.1001.9669.2023.05.029∗20220105收到初稿,20220405收到修改稿㊂国家自然科学基金项目(51305348),陕西能源职业技术学院低碳清洁能源与智能制造科研创新团队(2021KYTD06)资助㊂∗∗石红梅,女,1992年生,陕西宝鸡人,汉族,陕西能源职业技术学院讲师,硕士,主要研究方向为高温设备材料的蠕变疲劳损伤㊂∗∗∗崔㊀璐,女,1979年生,陕西西安人,汉族,西安石油大学副教授,博士,主要研究方向为特殊环境下机械设备环境疲劳理论与工程应用㊂一种预测高低周复合疲劳寿命的新方法∗NEW METHOD TO PREDICT THE LIFE OF HIGH AND LOW CYCLECOMPOSITE FATIGUE LIFE石红梅∗∗1㊀崔㊀璐∗∗∗2㊀侯㊀伟3㊀王㊀澎4(1.陕西能源职业技术学院智能制造与信息工程学院,咸阳712000)(2.西安石油大学机械工程学院,西安710065)(3.咸阳市特种设备检验所,咸阳712000)(4.蜂巢动力系统(江苏)有限公司,镇江212214)SHI HongMei 1㊀CUI Lu 2㊀HOU Wei 3㊀WANG Peng 4(1.School of Intelligent Manufacturing and Information Engineering ,Shaanxi Energy Institute ,Xianyang 712000,China )(2.School of Mechanical Engineering ,Xiᶄan Shiyou University ,Xiᶄan 710065,China )(3.Xianyang Special Equipment Laboratory ,Xianyang 712000,China )(4.HYCET Engine System (Jiangsu )Co.,Ltd.,Zhenjiang 212214,China )摘要㊀发动机㊁内燃机㊁汽轮机转子等高温设备在工作中常受到高低周复合疲劳载荷的作用㊂在现有寿命模型基础上,提出了一种通过应变比-寿命比曲线预测高低周复合疲劳寿命的新方法㊂对三类不同材料的实验数据进行分析,表明了此方法具有一定的通用性㊂对寿命估算值与实验结果进行对比分析,估算值均在误差允许范围内,可以较好地预测高温设备材料的高低周复合疲劳寿命㊂关键词㊀高温设备材料㊀高低周复合疲劳载荷㊀寿命预测新方法中图分类号㊀TB301㊀㊀Abstract ㊀Engine,internal combustion engine,steam turbine rotors and other high-temperature components were oftensubjected to high and low cycle composite fatigue loads during operation.A new method by the curves of strain ratio (εHCF /εLCF )-life ratio (N LCF /HCF /N LCF )to predict the life of high and low cycle composite fatigue was advanced.The analysis of experimental data of three different materials showed that this method had certain versatility.The estimated values of life were within the error tolerance range by comparing the life estimation value with the experimental results,indicating that this methodcan better predict the life of high and low cycle composite fatigue for high temperature equipment materials.Key words㊀High temperature equipment materials ;High and low cycle composite fatigue loads ;New method topredict the lifeCorresponding author :SHI HongMei ,E-mail :919749277@The project supported by the National Natural Science Foundation of China (No.51305348),and the Research andinnovation team of low -carbon clean energy and intelligent manufacturing in Shanxi Energy Institute(No.2021KYTD06).Manuscript received 20220105,in revised form 20220405.0㊀引言㊀㊀许多高温设备在运行时都承受着复杂循环载荷的作用,如高周疲劳(High Cyde Fatigue,HCF)与低周疲劳(Low Cycle Fatigue,LCF)或高周疲劳与热机疲劳(Thermo-MechanicalFatigue,TMF )的复合作用[1]194-202[2]58-66[3]468-470[4]483-484[5]792-801[6]319-321㊂然而,传统的疲劳设计中并没有考虑到二者的交互作用,只是㊀1230㊀机㊀㊀械㊀㊀强㊀㊀度2023年㊀单独研究了两种疲劳失效形式㊂随着高温设备运行工况越来越复杂,进一步研究表明很多高温设备的疲劳寿命和高周疲劳载荷的附加有很大关系;随着高周疲劳载荷应变幅的增大,材料的疲劳寿命飞速降低[7-8]㊂因此,研究高温设备材料在高低周复合疲劳载荷下的寿命模型,成为了该领域的研究重点㊂对于高低周复合疲劳寿命模型的研究,较成熟的是裂纹扩展模型和累积损伤模型[9]629-632㊂基于裂纹扩展的机制模型认为叠加的高周疲劳载荷会增加裂纹扩展速率,减少构件的疲劳寿命,经实验验证可以较好地预测材料的疲劳寿命㊂赵振华等[9]629-632提出了线性和非线性疲劳损伤累积模型,其中非线性损伤累积模型研究了高低周复合循环比和应力(应变)幅比的关系,故而估算精度较好㊂这两种模型虽然得到了广泛的应用,但都只是将高低周疲劳载荷对材料寿命的影响进行了纯粹地叠加,而没有考虑二者的交互作用㊂因此,本文分析了高低周疲劳载荷对几种高温设备材料寿命的影响,提出一种预测高低周复合疲劳寿命的新方法㊂1㊀分析方法1.1㊀基础模型㊀㊀SCHWEIZER C等[1]194-202为了描述高低周复合载荷下疲劳裂纹的扩展行为,提出了以裂纹增长速率(d a/d N)和循环裂纹尖端位移(ΔCTOD)的相关性而展开的机制制型:d ad N block=d ad N total+ðblock d a d N HCF式中,d a/d N|block为高低周复合载荷下的裂纹增长速率;d a/d N|total为低周载荷下的裂纹增长速率;ðblock (d a/d N|HCF)为高周载荷下的裂纹增长速率㊂文中以汽轮机转子10%Cr钢为实验材料,分别进行了低周载荷和高低周复合载荷下的疲劳实验,得到了裂纹长度和循环周期的曲线,如图1所示㊂如此,已知裂纹长度,就可预测试件在该载荷下的循环周期(寿命)㊂而且此模型的预测结果和实验结果吻合度较好,可以很好地描述高低周复合载荷下疲劳裂纹的扩展行为㊂1.2㊀演化方法㊀㊀由图1可知,载荷加载初期,裂纹扩展很慢;当循环周期达到1500后,裂纹扩展速率加快,表现为裂纹长度迅速增大,而且高低周复合载荷下裂纹的扩展速率远大于纯低周疲劳载荷;裂纹长度增大到一定值时不再变化,循环周期趋于固定值,说明此时试件已经断图1㊀10%Cr钢在不同载荷下裂纹长度与循环周期的关系Fig.1㊀Relationship between crack length and life cycle of10%Cr steel under different loads裂,相对应的循环周期可以表示为试件的实验寿命㊂㊀㊀因为高周疲劳载荷的附加会大大降低材料的复合疲劳寿命,所以可推算得材料的高低周复合疲劳寿命与纯低周疲劳寿命之比(N LCF/HCF/N LCF)小于1,且大于0㊂受上述基础模型的启发,以10%Cr钢实验数据为例,做出高周应变-寿命比(εHCF-N LCF/HCF/N LCF)和高低周应变比-寿命比(εHCF/εLCF-N LCF/HCF/N LCF)两种曲线[10],如图2所示㊂图2㊀10%Cr钢的应变-寿命比和应变比-寿命比曲线Fig.2㊀Fitting curve that the strain-life ratio and the ratioby strain-life of10%Cr steel经曲线拟合,发现应变比-寿命比曲线的变化趋势更明显,拟合度较高㊂因此,提出可通过应变比-寿命比曲线来预测高温设备材料的复合疲劳寿命㊂此方法计算简单,其是否具有较高的准确度和通用性,需要大量的数据验证㊂㊀第45卷第5期石红梅等:一种预测高低周复合疲劳寿命的新方法1231㊀㊀2㊀方法验证2.1㊀实验数据分析㊀㊀铸造铝合金一般用于汽车发动机的汽缸盖㊁机体和活塞等部件,而这些部件往往遭受着复杂的热疲劳与机械疲劳载荷[3]468-470[4]483-484[5]792-801㊂钴基合金材料一般用于航空发动机或燃气涡轮机的燃烧室,而燃烧室在工作时既承受着由温度变化引起的热机疲劳载荷,也承受着由机械振动引起的高周疲劳载荷[6]319-321㊂球墨铸铁材料常用于内燃机的高温设备,尤其是汽缸盖部件[2]58-66㊂这些高温设备工作时不但遭受着由频繁启停机引起的低周疲劳载荷,而且承受着由点火压力和机械惯性振动引起的高周疲劳载荷㊂本文摘取以上三类材料在复合疲劳载荷下的实验数据,并对这三类不同材料在不同实验条件下的实验数据进行了分析,得到了其应变比-寿命比曲线,如图3所示㊂图3㊀不同材料的应变比-寿命比曲线Fig.3㊀Fitting curve that the ratio by strain-lifeof different materials由图3可知,所有数据的变化趋势一致,都是幂函数关系,且与10%Cr钢材料的应变比-寿命比曲线变化趋势一致㊂2.2㊀论证分析㊀㊀由以上不同材料的数据分析,可以得到如下结论: 1)虽然以上几种材料在组成成分上差别较大,但其大多都用在燃气涡轮机和航空发动机的燃烧室或燃烧器及汽车发动机的汽缸盖㊁机体和活塞等部件上,而这些高温部件在工作时不仅承受着由温度变化引起的热机疲劳载荷或者低周疲劳载荷,还承受着由机械振动及燃烧压力引起的高周疲劳载荷㊂这与10%Cr钢材料工作时的受力情况基本相同,故这几种材料具有可比性和代表性㊂2)同种材料,实验工况(温度㊁频率等)不同,其应变比-寿命比曲线计算值几乎在同一条曲线上,曲线变化趋势一致;不同材料,实验条件各不相同,但其应变比(εHCF/εLCF)-寿命比(N LCF/HCF/N LCF)曲线的变化趋势也相同㊂所有曲线都和10%Cr钢材料的曲线变化趋势一致,材料的应变比-寿命比呈幂函数变化关系㊂3)从数据分析的角度看,应变比-寿命比曲线反映的其实还是应变幅与疲劳寿命之间的关系,只不过将此关系用应变比-寿命比的数学关系反映出来了,更适合表达高周复合疲劳载荷下高低周应变福与疲劳寿命之间的关系㊂在疲劳实验中,当实验温度确定,在同样的应变幅下,同材料的疲劳寿命基本稳定在一定范围数值下,而应变比-寿命比曲线反应的含义与此实验现象是一致的,即应变幅值是决定疲劳寿命的最主要因素㊂因此,通过应变比(εHCF/εLCF)-寿命比(N LCF/HCF/ N LCF)曲线预测高温设备材料的高低周复合疲劳寿命时,具有一定的适用性㊂3㊀寿命估算㊀㊀10%Cr钢的应变比-寿命比计算值和对应的拟合曲线如图2(b)所示㊂图中黑色实心方块是根据实验数据计算的结果,平滑曲线是根据计算值在Origin中非线性拟合得到的曲线㊂在双对数坐标下,应变比与寿命比之间呈幂函数关系,拟合相似度为0.9777㊂得到这条拟合曲线后,已知实验条件(高低周载荷应变幅)和材料在纯低周载荷下的疲劳寿命,就可估算出材料在高低周复合载荷下的疲劳寿命㊂图4所示为通过拟合曲线估算的高低周复合疲劳寿命和实验结果的误差分析㊂由图4可知,此方法的计算精度在两倍误差范围内,且误差分布均匀㊂因此,该方法可以较好地估算高低周复合载荷下高温设备材料的疲劳寿命㊂图4㊀疲劳寿命估算值与实验值的比较Fig.4㊀Comparison of estimated and experimental values of fatigue life 4㊀结论与展望㊀㊀发动机㊁内燃机㊁汽轮机转子等高温部件在工作中常受到高低周复合疲劳载荷的作用,本文在现有寿命模型基础上,提出了一种预测高低周复合疲劳寿命的新方法㊂此方法通过应变比和寿命比反映了高低周疲劳载荷的交互作用,两者在双对数坐标下呈幂函数关系,三类不同材料的应变比-寿命比曲线表明此关系成立㊂文中还通过此关系估算了10%Cr钢的复合疲劳㊀1232㊀机㊀㊀械㊀㊀强㊀㊀度2023年㊀寿命,并与实验结果进行了对比,均在误差允许范围内,进而表明此方法可以估算高温设备材料的复合疲劳寿命㊂高低周复合疲劳参数复杂,影响因素众多,其中,温度和应变幅是最主要的影响因素㊂本文中得到的应变比-寿命比曲线是暂时忽略了温度的影响而得到的,通过实验数据的分析,不同温度下应变比-寿命比曲线的趋势基本是一致的㊂由此说明,此关系具有一定适用性,可以利用此关系估算高低周复合疲劳寿命㊂但为了更精确地预测疲劳寿命,可在后期通过实验及资料收集,得到更多实验数据,进行温度修正,使此关系能更精准地预测高温设备材料的复合疲劳寿命㊂参考文献(References)[1]㊀SCHWEIZER C,SEIFERT T,NIEWEG B,et al.Mechanisms andmodelling of fatigue crack growth under combined low and high cyclefatigue loading[J].International Journal of Fatigue,2011(33):194-202.[2]㊀METZGER M,NIEWEG B,SCHWEIZER C,et al.Lifetimeprediction of cast iron materials under combined thermomechanicalfatigue and high cycle fatigue loading using a mechanism-basedmodel[J].International Journal of Fatigue,2013(53):58-66. [3]㊀BECK T,LOEHE D,LUFT J,et al.Damage mechanisms of cast Al-Si-Mg alloys under superimposed thermal-mechanical fatigue andhigh-cycle fatigue loading[J].Materials Science and Engineering:A,2007,468/469/470:184-192.[4]㊀BECK T,HENNE I,LOEHE D.Lifetime of cast AlSi6Cu4undersuperimposed thermal mechanical fatigue and high-cycle fatigueloading[J].Materials Science and Engineering:A,2008,483/484:382-386.[5]㊀ZHENG X,ENGLER-PINTO C C,SU X,et al.Modeling of fatiguedamage under superimposed high-cycle and low-cycle fatigue loadingfor a cast aluminum alloy[J].Materials Science&Engineering A,2013(560):792-801.[6]㊀MOALLA M,LANG K-H,LOEHE D.Effect of superimposed highcycle fatigue loadings on the out-of-phase thermal-mechanical fatiguebehaviour of CoCr22Ni22W14[J].Materials Science andEngineering:A,2001:319/320/321:647-651.[7]㊀崔㊀璐,康文泉,吴㊀鹏,等.高低周复合疲劳工况下汽轮机转子钢寿命模型[J].科学技术与工程,2021,21(9):3612-3617.CUI Lu,KANG WenQuan,WU Peng,et al.Life model of steamturbine rotor steel under combined high and low cycle fatigueconditions[J].Science Technology and Engineering,2021,21(9):3612-3617(In Chinese).[8]㊀崔㊀璐,石红梅,李㊀臻,等.先进汽轮机转子材料蠕变疲劳损伤研究新进展[J].机械强度,2018,40(2):449-454.CUI Lu,SHI HongMei,LI Zhen,et al.Research on hightemperature and low cycle fatigue performance of ultra-supercriticalsteam turbine high and intermediate pressure rotor steel[A].Journalof Mechanical Strength,2013(7):51-52(In Chinese). [9]㊀赵振华,陈㊀伟,吴铁鹰.高低周复合载荷下的钛合金疲劳寿命估算[J].机械强度,2011,33(4):629-632.ZHAO ZhenHua,CHEN Wei,WU TieYing.Fatigue life estimationof titanium alloys under high and low cycle compound loads[J].Journal of Mechanical Strength,2011,33(4):629-632(InChinese).[10]㊀石红梅.复杂蠕变疲劳载荷对超超临界汽轮机转子钢寿命的影响[D].西安:西安石油大学,2017:42-46.SHI HongMei.The influence of complex creep fatigue loading on lifeof ultra supercritical steam turbine rotor steel[D].Xiᶄan:XiᶄanShiyou University,2017:42-46(In Chinese).。

一种镍基单晶合金高温低周疲劳寿命预测方法
陈宏;蒋洪德
【期刊名称】《机械强度》
【年(卷),期】2015(37)5
【摘要】提出一种考虑平均应力、应变比和晶体取向的镍基单晶合金低周疲劳寿命预测方法。

首先建立镍基单晶合金在[001]和[111]晶体取向下的疲劳寿命预测模型,该模型考虑了平均应力和应变比对疲劳寿命的影响。

然后,通过引入晶体取向函数建立不同晶体取向与[001]和[111]晶体取向下寿命预测模型中疲劳参数的关系,从而考虑镍基单晶合金晶体取向对疲劳寿命的影响。

最后,提出通过[001]和[111]晶体取向下的模型来预测任意晶体取向下疲劳寿命的方法。

提出的方法用DD3和PWA1840镍基单晶合金高温低周疲劳寿命试验数据进行验证,结果表明提出的方法是可接受的。

【总页数】6页(P857-862)
【关键词】镍基合金;晶体取向;低周疲劳;寿命预测;高温疲劳
【作者】陈宏;蒋洪德
【作者单位】清华大学热能工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TH114
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1.基于单胞模型镍基单晶高温合金低周疲劳寿命的预测 [J], 丁智平;李明;王腾飞;杨荣华
2.非对称循环载荷下镍基单晶合金低周疲劳寿命预测 [J], 丁智平;陈吉平;尹泽勇;杨治国
3.一种考虑各向异性的DD6单晶高温合金低周疲劳寿命预测方法 [J], 罗辅欢; 卿华; 田洪宇; 李昆
4.镍基单晶合金复杂应力状态低周疲劳寿命预测 [J], 丁智平;陈吉平;尹泽勇;杨治国;陈晓鸣
5.镍基单晶合金非对称循环载荷低周疲劳实验研究与寿命预测 [J], 陈吉平;丁智平;尹泽勇;刘义伦
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K403合金高温低周应变疲劳寿命预测方法研究_张国栋K403合金高温低周应变疲劳寿命预测方法研究METHOD OF LIFE PREDIC TION FOR LOW CYCLE FATIGUE IN SUPERALLOY K403张国栋 1 苏彬1 王泓2 何玉怀1 许超1(1.北京航空材料研究院,北京100095)(2.西北工业大学材料科学与工程学院,西安710072)ZHANG GuoDong1 SU Bin1 WANG Hong2 HE YuHuai1 XU Chao1(1.Bei j ing Institute o f Aeronautical Materials,Beijing100095,China)(2.School o f Materials Science and Engineering,Northwestern Polytechnical University,Xi an710072,China)摘要对材料K403进行700 应变控制的低周疲劳试验。

用Manson-Coffin方程进行数据处理,并对该材料700 时的低周疲劳寿命进行预测。

针对在用Manson-Coffin方程进行数据处理时出现负的塑性应变和寿命预测结果不理想的情况,提出一种基于应力疲劳和Manson-Coffin方程的等温低周应变疲劳寿命预测方法,并用该方法对材料K403在700 时的低周疲劳数据进行处理,得到寿命预测方程。

通过寿命预测发现,该方法得到的寿命预测方程不仅使试验数据得到充分的利用,而且寿命预测能力较Manson-Coffin方程的寿命预测能力有明显提高。

关键词低周疲劳寿命预测方法中图分类号 TG132.3 TG115.57Abstract Low cycle fatigue tests are performed in superalloy K403under strain con trolled,at temperature700 .Experiment da-ta is processed by Manson-Coffin method and results of life prediction are given.When experiment data i s processed and fatigue li fe is predicted by Manson-Coffin method,Negative plastic strain often appears,and the results of life prediction are not as good as designer s request.In order to solve the problem,a new method based on Manson-Coffin method and stress fatigue(SMC)is developed,the results of life prediction are given by using new method at the same ti me.Results obtained by the new method showed that not only experiment data i s used as possible as i t can be used,but also the capability of li fe prediction is evidently improved.Key words Low cycle fatigue;Life;Prediction;MethodCorrespon ding author:Z HANG GuoDong,E-mail:*********************.cn,Fax:+86-10-62458125 Manuscript received20040429,in revi sed form20040714.1 引言等温条件下应变控制的低周疲劳应变寿命曲线是通过对应变应力循环信息的记录,计算弹性应变与塑性应变的大小,分别拟合弹性应变寿命曲线和塑性应变寿命曲线,最终得到总应变寿命曲线和循环应力应变曲线。

一种预测疲劳及蠕变寿命的新方法
翟已
【期刊名称】《西南交通大学学报》
【年(卷),期】1992(000)006
【摘要】本文利用灰色控制系统理论的基本原理,提出了一种低周疲劳、蠕变寿命预测的新方法,并成功地进行了预测,其精度优于常用预测方法,而且所需数据点少。

对于耗费机时、财力的疲劳、蠕变问题具有实用价值。

【总页数】5页(P42-46)
【作者】翟已
【作者单位】西安交通大学应用力学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】U
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4.一种预测汽轮机转子钢高低周复合疲劳寿命的新方法 [J], 石红梅;侯伟
5.一种TiAl合金的高温疲劳-蠕变交互力学行为与寿命预测方法 [J], 董成利;胡晓安
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专利名称：金属材料高低周疲劳全应变-寿命曲线测试方法专利类型：发明专利
发明人：杜丽影,刘冬,凃应宏,邝兰翔,尚伦
申请号：CN201910880772.1
申请日：20190918
公开号：CN110530746A
公开日：
20191203
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种金属材料高低周疲劳全应变‑寿命曲线测试方法，该方法包括如下步骤：1)在低周疲劳阶段，采用应变控制对试样进行疲劳试验；2)以每个应变级下对应的低周塑性应变幅值Δε’/2和低周应力幅值Δσ’/2进行幂函数拟合；3)在高周疲劳阶段，采用应力控制对试样进行疲劳试验；4)绘制初始的全应变‑寿命曲线；5)计算得到拟合后的高低周疲劳全应变‑寿命曲线。

本发明的金属材料高低周疲劳全应变‑寿命曲线测试方法将传统的高周疲劳与低周疲劳统一用全应变‑寿命曲线进行表征，适用范围更广、准确度更高。

申请人：武汉钢铁有限公司
地址：430083 湖北省武汉市青山区厂前2号门股份公司机关
国籍：CN
代理机构：武汉开元知识产权代理有限公司
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预测低周疲劳寿命的一种新方法
刘康林;黄小平
【期刊名称】《船舶力学》
【年(卷),期】2010(014)001
【摘要】从低周疲劳损伤可由疲劳过程中的非弹性响应来反映的理念出发,以循环弹性余应变能密度来表征循环应力应变曲线的非线性部分偏离线性的程度,建立了基于循环弹性余应变能密度为基本参量预测低周疲劳寿命的新方法.采用
30CrNiM08钢的疲劳试验结果和文献中对某高温合金的疲劳试验结果,对该预测模型的预测结果和Manson-Coffin公式、三参数幂函数模型预测结果进行了对比分析,结果表明,文中提出的预测模型的预测结果与试验结果吻合良好,预测精度高于Manson-Coffin公式的预测精度,并接近或高于三参数幂函数模型的预测精度.【总页数】5页(P101-105)
【作者】刘康林;黄小平
【作者单位】福州大学,福州,350002;上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海,200030
【正文语种】中文
【中图分类】U661.4
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低周疲劳的应变-寿命(δε-n)曲线是材料工程领域中非常重要的概念，它描述了材料在低周次应力作用下的疲劳寿命特性。

在实际工程中，材料往往会面对各种复杂的应力状态，因此对于低周疲劳寿命特性的研究具有重要意义。

在本文中，我们将深入探讨低周疲劳的应变-寿命曲线，并分析其对工程实践的影响。

我们需要了解什么是低周疲劳。

低周疲劳通常指的是材料在应力作用下发生断裂破坏的现象。

与高周疲劳不同，低周疲劳通常发生在应力幅值较大、载荷周期较少的情况下。

在工程实践中，低周疲劳往往是材料断裂的主要形式之一，因此对于低周疲劳的研究具有重要意义。

低周疲劳的应变-寿命曲线描述了材料在不同应变幅值下的疲劳寿命特性。

一般来说，低周疲劳的应变-寿命曲线呈现出三个阶段：Nc阶段、Np阶段和Ni阶段。

其中，Nc阶段表示材料的寿命特性与应变幅值几乎无关，即存在一个固定的疲劳寿命阈值。

而Np阶段表示材料的寿命特性开始显现出应变幅值的影响，疲劳寿命随着应变幅值的增大而减小。

Ni阶段则表示材料的寿命特性与应变幅值呈现出一定的线性关系。

对于工程实践来说，了解材料的低周疲劳特性对于设计和评估结构的可靠性非常重要。

通过对材料进行低周疲劳试验，可以获取其应变-寿命曲线，从而预测材料在不同应变幅值下的疲劳寿命。

这对于提高结构的安全性和耐久性具有重要意义。

个人观点上，低周疲劳的应变-寿命曲线是材料工程中的重要研究内容之一。

通过深入研究材料在低周疲劳条件下的破坏机制，可以为工程实践中的结构设计和材料选择提供重要参考。

在材料工程研究中，我们需要更加重视低周疲劳特性的研究，提高材料的疲劳寿命，提高结构的安全可靠性。

低周疲劳的应变-寿命曲线是材料工程领域中一个重要的研究内容。

通过深入研究材料在低周疲劳条件下的特性，可以为工程实践提供重要的理论和实验依据。

在工程设计和材料选择中，我们需要充分考虑材料的低周疲劳特性，以提高结构的安全性和可靠性。

低周疲劳的应变-寿命曲线是材料工程领域中非常重要的研究内容，对于材料的设计、生产和应用具有重要的意义。

多轴低周疲劳寿命预测方法研究
王永;孙伟
【期刊名称】《兰州工业学院学报》
【年(卷),期】2008(015)002
【摘要】针对近年来的疲劳研究现状进行了初步分析,详细评述了多轴比例、非比例、常幅、变幅加载下低周疲劳寿命四种估算方法:临界平面法、等效应变法、能量法和临界面应变能密度法.对一些模型的应用范围和预测能力进行了讨论,并对今后的研究工作提出了建议.
【总页数】4页(P13-16)
【作者】王永;孙伟
【作者单位】兰州工业高等专科学校,机械工程系,甘肃,兰州,730050;兰州工业高等专科学校,机械工程系,甘肃,兰州,730050
【正文语种】中文
【中图分类】TP302.3
【相关文献】
1.高温多轴载荷下低周疲劳寿命预测 [J], 金丹;王昭春;田大将;钟瑜
2.高温多轴载荷下低周疲劳寿命预测 [J], 金丹;王昭春;田大将;钟瑜;
3.一种与路径相关的多轴低周疲劳寿命预测方法 [J], 李静;张忠平;李春旺
4.一种新的多轴非比例低周疲劳寿命预测临界面模型 [J], 赵而年;瞿伟廉
5.Ti-6Al-4V钛合金非比例多轴低周疲劳寿命预测 [J], 王锐锋;李有堂;安虎平
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低周疲劳寿命预测的损伤理论方法
高路彬;程庆国
【期刊名称】《铁道学报》
【年(卷),期】1989(000)004
【摘要】疲劳是材料的一种重要的破坏现象，但长期以来疲劳寿命的预测在一些方面还缺乏坚实的理论基础，本文基于作者在文献中提出的内时-损伤本构理论。

提出了一种预测低周疲劳寿命的新方法，并得出了三种特殊情况下疲劳寿命的预测公式：(1)对称拉压应变疲劳；(2)对称剪切应变疲劳；（3)对称拉压-剪切比例耦合应变疲劳，本文提出的疲劳寿命预测方法可以用来计算各种复杂加载情况下的疲劳寿命。

作者通过黄铜单轴对称拉压低周疲劳试验，验证了本文提出的方法，本文为低周疲劳寿命预测提供了一种统一的方法。

【总页数】1页(P60)
【作者】高路彬;程庆国
【作者单位】铁道部科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】U674.76
【相关文献】
1.一种基于连续损伤力学的低周疲劳寿命预测模型 [J], 陈凌;张贤明;欧阳平
2.某乘用车催化器总成低周疲劳寿命预测 [J], 孙榕发; 熊锐; 吴坚; 冯博; 蔡连胜; 张涵宇
3.基于结构应变法的焊接接头低周疲劳寿命预测 [J], 王富康;周韶泽;陈秉智
4.基于结构应变法的焊接接头低周疲劳寿命预测 [J], 王富康;周韶泽;陈秉智
5.一个用于低周疲劳寿命预测的损伤函数 [J], 姜风春;刘瑞堂;刘殿魁
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