CrNiMoVA钢的低周疲劳特性和表面疲劳裂纹的在位观测Ξ.PDFVIP

第 16 卷　第 1 期 实　验　力　学 V o l. 16　N o. 1 2001 年 3 月 JOU RNAL O F EXPER IM EN TAL M ECHAN ICS M ar. 2001 　 文章编号:(2001) 45C rN iM oVA 钢的低周疲劳特性和 表面疲劳裂纹的在位观测 1 2 1, 2 3 3 龚　明 , 刘云平 , 赵建华 , 董本涵 , 高鹏飞 ( 1. 中国科学技术大学 力学与机械工程系, 合肥　230027; 2. 中国科学技术大学 材料力学行为和材料设计开 放实验室, 合肥　230027; 3. 中国航空总公司第六O 六研究所, 沈阳　110015) 摘要: 利用M T S 810 材料试验机对带中心圆孔的 45C rN iM oVA 钢低周疲劳特 性进行了研究, 并借助长焦显微镜和CCD 摄像头对试样表面裂纹的演化规律进行了 在位停机观测和在位不停机连续观测尝试. 试验发现, 裂纹均萌生于与拉伸应力垂直 的圆孔边缘; 疲劳裂纹的萌生与L üders 形变带密切相关, 萌生期超过整个疲劳寿命 的 70%. 主裂纹的发展既可以共面扩展的方式向前连续延伸, 也可以裂纹连接的方 式向前跳跃传播. 应力控制的低周疲劳条件下, 疲劳寿命与应力幅存在良好的双对数 线性关系. 采用连续光源照明在位停机观测可以得到较好表面形貌图像, 频闪光源照 明可以实现表面疲劳裂纹的在位不停机观测. 关键词: 疲劳短裂纹; 应力集中; 在位观测 中图分类号: O 346. 2　　　文献标识码: A 1　引言 　　疲劳裂纹萌生与扩展的测试及分析是金属结构疲劳设计与寿命预测的主要任务之一, Paris 以及其后的一系列研究对长裂纹的演化规律作了详细的描述. 近十多年来随着裂纹检测 [ 1- 3 ] 技术的进步, 人们发现许多部件的疲劳寿命更主要地受控于短裂纹或小裂纹的长大行为 . 因此, 关于金属和合金中疲劳短裂纹的研究正受到国际材料学界和固体力学界的广泛重视. 目前, 对于表面疲劳裂纹的测试多数是采用离位观测方式, 即疲劳试验与表面观测在分离 [ 4 ] [ 5 ] 的系统上独立地进行. 每循环一定周次, 试样从疲劳试验机上卸下, 再放在光学 、声学 或电 [ 6 ] [ 7 ] 子显微镜 下直接观察, 或利用表面塑料复形技术 进行间接观察. 离位观测虽然可以获得高 分辨率的表面图像, 但是, 由于观测是在设定循环周次后进行, 忽略了两次测试之间疲劳裂纹 收稿日期: 修订日期: ( ) 作者简介: 龚明 1961- , 男, 中国机械工程协会工业炉学会热处理设备技术委员会委员, 现为中国科学技术大学力 学与机械工程系博士研究生. 主要从事耐热合金的疲劳行为研究. © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.