Q345桥梁钢超长寿命疲劳性能研究-中国力学学会.PDFVIP

Q345 桥梁钢超长寿命疲劳性能研究 * * ** ** * 方冬慧 刘永杰 陈宜言 姜瑞娟 王清远 * （四川大学建筑与环境学院, 成都 610065） ** （深圳市政工程设计研究院, 深圳 518029） 本文采用超声振动疲劳技术研究了波纹钢腹板的主要材料 Q345qC 钢的高周与超高周疲劳性 能。实验在常温下进行，实验应力比 R= －1，系统共振频率 20kHz ，采用沙漏形试样。实验获得了 Q345qC 钢在 105~109 范围内的 S-N 曲线，并用电子显微镜分析了疲劳断口形貌特征。结果发现S-N 曲线未出现水平渐近线，而是呈现连续下降，在 107 周次以后，试样仍然发生疲劳破坏，并不存在 传统意义上的疲劳极限。超声疲劳断口的扫描电子显微分析结果表明，Q345qC 钢材疲劳损伤时裂纹 起源于构件表面或试样内部缺陷。 关键词 波形钢腹板，Q345qC，超声振动疲劳，S-N 曲线，断口特征 Ti-6Al-4V合金的超长寿命疲劳裂纹萌生机制及 其与疲劳寿命的关系1) 左景辉2) 王中光 韩恩厚 （中科院金属研究所，沈阳 110016） 采用超声疲劳实验分别确定了双态和网篮两种组织的 Ti-6Al-4V 合金的疲劳寿命(S-N) 曲线，结果 表明，该合金在 109 周次范围内不存在疲劳极限。疲劳断口的扫描电镜观察结果表明，随着应力幅 的降低，两种组织合金的疲劳裂纹萌生位置都发生了由试样表面到内部的转变，即在高应力幅范围 内，疲劳裂纹在试样表面萌生，疲劳寿命较短，而在低应力幅范围，疲劳裂纹在试样内部的组织不 均匀处萌生，疲劳寿命较长。对于双态组织，内部疲劳裂纹通常在初生　晶粒边界或内部萌生，而 对于网篮组织， 内部疲劳裂纹通常在　-　界面萌生。初步实验结果统计表明，在超长寿命疲劳范 围内，试样的疲劳寿命越长，内部萌生的疲劳裂纹的尺寸越大。 关键词 Ti-6Al-4V 合金，超常寿命疲劳，裂纹萌生，疲劳寿命 1) 国家自然科学基金项目）资助 2) E-mail: jhzuo@ 不同载荷下铸铝 2-AS5U3G-Y35 的超高周疲劳 损伤机理研究1) * ，2）2) * ** 薛红前 陶 华 C. Bathias * (西北工业大学 机电学院, 西安 710072 ) ** (LEEE ， Paris X University, 50, Rue de Sevres 92410 Ville D’avray France) 铸铝合金以其低密度、低的热传导性能已成为汽车、飞行器发动机部件的主要结构材料。在实际 工程应用中，由于汽车、飞机发动机部件将承受高频、超高周循环（109 周次）载荷作用，因而有 关航空铸铝合金材料超高周疲劳性能的研究越来越多地受到人们的关注。 超声疲劳试验技术已经广泛应用于结构材料的超高周疲劳性能的研究，并成为一种研究结构材 料超高周疲劳性能的可靠、有效方法。目前，超声疲劳试验主要采用轴向加载，然而，由于许多结 构件在实际工作过程中主要承受超高周扭转载荷作用，因而，研究扭转载荷下，材料的超高周疲劳 性能及损伤机理分析，显得更为重要。 本文介绍了一种 20kHz 加载频率的超声扭转疲劳试验系统，给出了系统各组件的设计计算方法， 并应用该超声扭