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《热加工工艺》2019年9月第48卷第18期

TC4钛合金残余应力场下裂纹扩展特性研究

王建方1,郭小军1,胡殿印2,田腾跃2

(1.中国航发湖南动力机械研究所,湖南株洲412002;2.北京航空航天大学动力能源学院,北京100191)

摘要：为研究TC4钛合金在残余应力场下的裂纹扩展特性，设计含缺口疲劳实验件，对实验件分别进行56.7、

、、四种载荷水平的预先拉伸处理引入不同应力水平的残余应力场，随后开展裂纹扩展实验。对比不同预拉

6063.770kN

伸载荷下裂纹扩展实验结果发现，预拉伸引入的残余应力场可有效减小裂纹扩展速率；随着预拉伸载荷的增大，不同预

拉伸载荷下裂纹扩展寿命分别增大、、、。同时研究发现随着预拉伸载荷增大，有效残余应力

3.34%8.49%36.13%89.53%

增大。基于Franc3D软件建立考虑残余应力分布的裂纹扩展数值模拟方法，由于没有考虑加工硬化的作用，裂纹扩展寿

命数值模拟结果高于实际值。

关键词：残余应力；裂纹扩展；钛合金；裂纹闭合

TC4

DOI:10.14158/j.cnki.1001-3814.2019.18.009

中图分类号：文献标识码：文章编号：

TG146.23A1001-3814(2019)18-0035-06

StudyonCrackPropagationCharacteristicsofResidualStressField

inTC4TitaniumAlloy

1122

WANGJianfang,GUOXiaojun,HUDianyin,TIANTengyue

(1.HunanAviationPowerplantResearchInstitute,AeroEngineCorporation,Zhuzhou412002,China;2.SchoolofEnergy

andPowerEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100191,China)

：

AbstractInordertostudythecrackpropagationcharacteristicsofTC4titaniumalloyunderresidualstressfield,a

fatiguetestpiecewithnotchwasdesigned.Thetestpieceswerepre-stretchedwit