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摘要
为提高叶轮的使用寿命，对叶片的抗疲劳性能提出了更高的要求，激光冲击强化（LSP）处理是提高材料抗疲劳性能的重要途径。针对FV520B钢棒状试样进行LSP试验和不同应变幅值下的单轴低周疲劳试验，并进行疲劳寿命预测。结果表明，LSP后试样的表面硬度由330 HV提升至490 HV，且LSP后试样表面产生约-90 MPa的残余压应力。相比于未冲击试样，LSP试样的疲劳寿命均有所提高，±0.5%应变幅值下试样的疲劳寿命提高132.2%。SEM结果表明，LSP后试样表面产生的残余压应力抑制了疲劳裂纹的萌生和扩展，裂纹萌生位置由试样表面向次表面转移，且疲劳条纹的间距和韧窝尺寸减小，从而延长了试样的疲劳寿命。采用Manson-Coffin方程针对光滑试样和LSP试样进行疲劳寿命预测，总的来说，对于光滑试样预测结果与试验结果吻合较好；对于LSP试样，预测的疲劳寿命偏保守。考虑残余压应力的影响针对Manson-Coffin方程进行修正，得到了较好的预测结果。研究结果可为FV520B材料LSP处理工艺和疲劳失效研究提供理论依据。
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