孔边单边角裂纹的疲劳扩展.pdfVIP

第l8卷 第 l期 石 油 化 工 设 备 孔 边 单 边 角 裂 纹 的疲 劳 扩 展 上海 石 油化 工 总厂设 计 院 助理工程师 沈建强 华 东 化 工 学 院 副教授 曹挂馨 教授 琚定一 摘要 介绍了L2铝板和 LF6M 铝台垒板孔边单边角裂纹的疲劳州试 以厦疲劳 裂纹扩展开j貌和特性 的研究，并与前人 的工作进行 7比较。 主厦饲 ：铝板 疲劳裂纹扩晨 压力容器的疲劳问题， 以开孔和接管拐 的裂纹长度a可 由下式求得： 角处较突出，因该处易产生应力集中，在疲 a=a ·T／T (1) 劳载荷作用下就会萌生疲劳裂纹。它是 一个 式 中，a和T 分别 复杂的三维问题，迄今 尚无理论解能描述其 为显微镜Q斜视测 扩展，一般都用近似解，即认为是单边或双 得的裂纹长度和板 边的1／4椭 圆角裂纹 。按文献[1。 2， 3]， 厚，T为 实 际 板 可用开孔的平板试样作近似计算。 厚。勾线时平均应 本文通过对L2和LF6M 板的孔边 裂 纹 力不变，降低应力 的疲劳测试，测定了角裂纹在孔表面和板表 幅值为疲劳载荷下 面两点的疲劳扩展速率。用Paris疲劳扩 展 的1／2～l／3。试验 速率公式，对其进行了二维简化，估算了应 时，两种材料的最 力强度因子AK 和AKc，初步探讨 了疲 劳的 大 载 荷 为；L2， 图1 测试装置和 角裂 形貌，并与前人工作进行 了比较 。 Pmax=39200N } 纹参数 1．试验过程和结果 LF6M ，P a=29400N。为避免压应力对勾 (1)试验 过程 线条纹的影响，最小载荷一般在490N左右。 L2NLF6M 板试样的几何形状为矩形 ， 两种材料的 Paris疲劳特性常数，通过中心 其板宽W分别为74和 75r~m ，板厚 T分 别 穿透裂纹拉伸试样得： 为12和10Ilrlrll。孔开于矩形板中心，其孔 径 L2：A =1·7746 lO )， 有10 12和14mm三种。据测，其名义屈 服 强度 口。分别为87．2N 156．8MPa。LT6M 板 n= 3．383 的极 限强度ab为314MPa。先用线切 割机将 试样割出与板面成45。左右，且深约lmm的 角裂纹。然后用高频疲劳机进行疲劳拉伸试 LF6MtA：l·1327 丽若 )， 验。 n ：4．095 孔表面上 的角裂纹长度较难测定 ，我们 (2 )孔边单边角裂纹△lK 和△Kc的 采用直读法测之，用勾线法观察其内部形貌 计算 变化。直读法即用两 台30倍显微镜中的P直 裂纹前沿的应力强度 因子Kt一般 可 表 接读 出板表面裂纹长度 c，觅图 l。孔表 面 示为I 石 汕 亿 工 设 备 l989年 Ki=M ·口√元 (2) ①裂纹形貌尺寸比