疲勞與斷裂第八章疲勞裂紋擴(kuò)展(已修改)
2024-10-30 18:04 本頁(yè)面
【正文】 1 第八章 疲勞裂紋擴(kuò)展 疲勞裂紋擴(kuò)展速率 疲勞裂紋擴(kuò)展壽命預(yù)測(cè) 影響疲勞裂紋擴(kuò)展的若干因素 疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn) 返回主目錄 2 前節(jié)回顧 : The plot of log da/dN versus log DK is a sigmoidal (S形 ) curve. This curve may be divided into three regions. At low stress intensities, cracking behavior is associated with threshold effects. In the midregion, the curve is essentially linear. Finally, at high DK values, crack growth rates are extremely high and little fatigue life is involved. lg da / dN 1 2 3 10 5 6 10 9 lg ( K) D ~ c K =(1 R) DK=(1R)Kmax th D K 3 Most of the current application of LEFM concepts to describe crack growth behavior are associated with region 2. In this region the log da/dN versus log DK curve is approximately linear and lies roughly between 107 and 104 mm/cycle. Many curve fits to this region have been suggested. The Paris equation, which was proposed in the early 1960’s, is the most widely accepted. 大多數(shù)用線彈性斷裂力學(xué)描述裂紋擴(kuò)展的應(yīng)用是與區(qū)域 2相關(guān)的。在這一區(qū)域， logda/dN log DK曲線近似線性且在 107104 mm/c間。已有許多擬合曲線提出， 60年代初的 Paris公式是應(yīng)用最廣的。 4 影響疲勞裂紋擴(kuò)展的若干因素 DK是控制 da/dN的最主要因素。 平均應(yīng)力、加載頻率、環(huán)境等的影響較次要，但有時(shí)也不可忽略。 同一材料 , 由不同形狀 、尺 寸 的 試 件 所 得 到 的da/dNDK曲線相同 。 da/dNDK曲線可以描述疲勞裂紋擴(kuò)展性能。 DK 4 10 20 40 lgda/dN (m/c) 9 8 7 6 碳鋼 R= DK 5 1. 平均應(yīng)力或應(yīng)力比的影響 注意到 ?a=(1R)?max/2， ?m=(1+R)?max/2； 有： 故 ?a 給定時(shí)， R ， ?m 。 討論 應(yīng)力比的影響， 就是 討論 平均應(yīng)力的影響。 a m R R ? ? ) 1 ( ) 1 ( + = R0、 R0影響趨勢(shì)不同。 th K R= 0 1 lgda/dN D lg( K) D 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 6 th K R= 0 1 lgda/dN D lg( K) D R＞ 0的情況 R0時(shí)， ?min0。 ?a 給定， R ， ?min ， ?max 。 三個(gè)速率區(qū)域內(nèi)， da/dN均增大。da/dNDK 曲線整體向左移動(dòng)。 Forman公式： K K R K C dN da C m D D = ) 1 ( ) ( DK=(1R)Kmax Kmax?Kc， 分母 ?0，da/dN??。 DK?DKth，da/dN?0。 若考慮 DKth的影響，有： da dN C K K R K K m th m c = [ ( ) ( ) ] ( ) D D D 1 7 th K R= 0 1 lgda/dN D lg( K) D 低速率區(qū) ， R?， DKth?。 R＜ 0的情況： 負(fù)應(yīng)力存在， 對(duì) da/dN三區(qū)域的影響不同。 情況比 R0時(shí)復(fù)雜得多。 0 .2 .4 .6 .8 87654321 低碳鋼
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