16MnR钢过载峰作用下的疲劳裂纹扩展行为研究.pdfVIP

学兔兔 第49卷第 16期 机 械 工 程 学 报 V_0I_49 NO．16 2013年 8月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Aug． 20 13 DoI：l0．3901，JM E．2013．16．084 16MnR钢过载峰作用下的疲劳裂纹扩展行为研究木 丁振宇 ，2 高增梁 ，2 王效贵 (1．浙江工业大学机械工程学院 杭州 310032； 2．浙江工业大学过程装备及其再制造教育部工程研究中心 杭州 310032) 摘要：基于有限元法和Jiang．Sehitoglu循环塑性本构模型，动态模拟单个过载峰作用下裂纹扩展中的裂纹闭合行为。提取不 同加载工况下的裂纹闭合和张开载荷，并考察不同工况和不同裂纹长度对裂纹闭合和张开载荷的影响。根据详细的裂纹闭合 分析结果，研究单个拉伸过载下疲劳裂纹在不同阶段的扩展行为与裂纹闭合的对应关系，认为过载后裂纹闭合行为的改变是 引起裂纹扩展行为改变的主要机理。根据有限元分析结果，提出一种改进的等效应力强度因子范围的计算方法，将其作为疲 劳裂纹在整个扩展过程中的驱动力。拟合出单个过载峰作用下 16MnR材料的裂纹扩展速率的预测公式，并将预测结果与试 验结果进行对比，结果吻合。 关键词：．裂纹闭合 等效应力强度因子范围 过载机理 裂纹扩展速率预测 中图分类号：TG156 StudyonCrackGrowthBehaviorof16MnRSubjectedto SingleTensileOverload DING Zhenyu，2 GAOZengliang’2 WANG Xiaogui (1．CollegeofMechanicalEngineering，ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310032； 2．EngineeringResearchCenterofProcessEquipmentandItsRe-mnaufacturingMinistryofEducation， ZhejiangUniversityofTechnology,Hnagzhou310032) Abstract：The crack closure in theprocessofdynamic crack propagation ismodeling by htefinite elementmehtodand Jinag—Sehitoglucyclicplasticconstitutivemode1．Thecrackclosureloadingna dopeningloadnigareobtainedbyhteFEresultswith differentloadingconditions．Thenifluenceofdifferentmaximum loadingsandcracklnegthswillbeanalyzed．Th erelationship betweencrackpropagationbehaviornadcrackclosurewillbesutdiedbasedonhteFEresults．Th ecrackclosureisconsideredas hte mani mechanism oncrackpropagationbehavior．Animprovedmodeltocalculatehteeffectivestressintensityfactorrangewillbe proposedandhteeffectivesrtessintensiytfactorrangeisconsideredashtedriv~ forceofcrackpropagation．Theprediction formulationofcrackgrowthrateisfitte