基于晶体塑性不均匀变形分析的Q235钢疲劳寿命规律预测

作者：覃达威; 朱建文; 岑成贤; 陆大敏; 李泽深; 张克实^*

来源：广西大学学报(自然科学版), 2021, 46(01): 42-50.

DOI：10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2021.0042

• Q235结构钢
• 多晶材料
• 代表性单元
• 晶体塑性
• 疲劳寿命预测

结合试验和有限元多晶晶体塑性计算模拟,研究循环载荷下Q235钢非均质性和不均匀变形对疲劳的影响,探讨疲劳寿命预测方法。完成Q235钢材料试样一系列对称循环下的低周疲劳试验,采用反映细观随机生成多晶结构的VORONOI多晶"代表性单元"(RVE)模型进行材料疲劳循环模拟。材料循环塑性特性用晶体塑性模型来描述,通过数值模拟对循环加载中材料晶粒尺度不均匀局部应变(最大主应变和轴向应变)的计算和统计分析,得到以下结果:应变统计标准差随循环不断增长,并存在极限;不同应变幅循环下对应的极限值相近;用该极限值作评判材料疲劳破坏的指标参量,借助多晶RVE晶体塑性循环模拟,可预测材料应变疲劳寿命曲线(现有方法必须通过系列试验才能获得);无论按BCC或FCC晶体晶格进行计算,对材料疲劳寿命规律的预测结果基本相同。

• 单位
  土木工程学院; 广西大学; 南宁学院; 绍兴文理学院; 土木与环境工程学院; 建筑工程学院