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摘要
为研究Q960D国产高性能钢疲劳裂纹扩展行为，采用CT紧凑拉伸试样数值分析了若干关键参数对疲劳裂纹扩展的影响规律。首先，基于数值模拟的疲劳裂纹扩展长度、循环次数、应力强度因子值与试验数据对比，发现所建立有限元模型有较好的吻合度。随后，结合断裂力学理论以及围线积分，得到了循环次数与裂纹扩展长度之间的关系，并求出了对应的应力强度因子，揭示了载荷、应力比、试样厚度、裂纹深度比、初始裂纹角度和腐蚀坑对该高性能钢裂纹扩展过程中应力强度因子的影响。结果表明：载荷越大，裂纹扩展速率越大。应力比、试样厚度越大，裂纹扩展速率越小，但是疲劳寿命增加。裂纹深度比越大越容易发生断裂，工程实际中应多关注有效裂纹长度。初始裂纹角度46°为应力强度因子突变的临界角，初始裂纹角度为0°时裂尖的应力最大，最容易发生断裂。在有腐蚀坑的情况下，蚀坑周围的K值沿厚度方向逐渐减小，腐蚀坑周围的裂纹尖端将先达到屈服状态，加速诱发试件疲劳断裂，最终导致寿命降低。
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