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摘要
依据吉布斯自由能变化值作为疲劳裂纹萌生判据，构建缺陷车轴钢疲劳裂纹萌生寿命预测模型。通过疲劳试验探究EA4T车轴钢材料裂纹萌生变形机制，结合晶体塑性理论框架构建外部缺陷车轴有限元晶体塑性模型，并结合车轴试样疲劳试验与ABAQUS有限元仿真获取该晶体模型下的能效因子f。从微观角度对车轴缺陷附近应力场及结构变形进行分析，探究外部缺陷对车轴裂纹萌生寿命的影响。对环状划痕和菱形这两种缺陷车轴试样模型进行塑性应变能密度的标定和裂纹萌生寿命预测。结果表明，环状划痕缺陷高应力集中的分布范围更广，对材料组织结构产生的破坏范围更大，更容易发生疲劳破坏。环状划痕缺陷的裂纹萌生寿命低于菱形缺陷，材料缺陷面积大，对裂纹萌生寿命的影响更严峻。
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单位中国铁道科学研究院集团有限公司; 北京建筑大学
