考虑应力梯度及附加强化的多轴疲劳寿命预测

作者：刘俭辉; 华飞龙; 段红燕; 郎珊珊

来源：华中科技大学学报(自然科学版)科技大学, 2021, 49(09): 59-71.

DOI：10.13245/j.hust.210911

• 多轴缺口件
• 应力梯度效应
• 寿命预测
• 非比例附加强化
• 临界面法

以多轴缺口件为研究对象,考虑应力梯度和非比例附加强化对疲劳寿命的影响,建立一种适用于多轴缺口件的疲劳寿命预估模型.首先,以最大剪切应变幅作为损伤参量,借助坐标变换原理确定临界面位置,研究了裂纹萌生和扩展的物理机制;其次,利用有限元方法获得临界面上非均匀应力场,提取特定路径上的应力分布并进行归一化处理,给出多轴加载时的等效应力梯度因子;最后,考虑相位差的影响提出一种新的非比例附加强化因子,基于Manson-Coffin方程提出了一种多轴疲劳寿命预测方法.将本文模型、Smith-Watson-Toper(SWT)模型和Manson-Coffin方程的计算结果与实验寿命进行对比,结果表明本文方法的预测精度高于SWT模型和MansonCoffin方程.

• 单位
  机电工程学院; 兰州理工大学