鋁合金的棘輪及低周疲勞行為研究.pdf

1、鋁合金作為生產(chǎn)高速列車的主要材料之一，在列車運(yùn)行時，通常承受著對稱或非對稱的循環(huán)荷載作用。在非對稱循環(huán)應(yīng)力控制下，材料有可能產(chǎn)生棘輪行為，而棘輪應(yīng)變的過度累積往往會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)和構(gòu)件變形過大而無法正常使用，所以在工程實際設(shè)計中往往需要考慮材料棘輪行為的影響。在應(yīng)變控制的對稱循環(huán)載荷下，材料會發(fā)生疲勞破環(huán)，而軋制工藝會導(dǎo)致材料各向異性的產(chǎn)生，進(jìn)而影響材料各個方向的疲勞壽命。所以進(jìn)行鋁合金的棘輪行為和軋制工藝對疲勞壽命影響方面的研究也具有重要的

2、工程實際指導(dǎo)意義。
　　本文選用常用的高鐵材料6005鋁合金材料和5083H111軋制鋁合金板。對6005鋁合金型材在室溫下的單軸循環(huán)變形行為進(jìn)行了實驗研究，討論了不同應(yīng)變幅及平均應(yīng)變對響應(yīng)應(yīng)力幅值的影響和平均應(yīng)力、應(yīng)力幅值、加載速率、峰/谷值保持時間對該材料的棘輪行為影響;對軋制5083H111鋁合金板進(jìn)行了不同方向上的單軸對稱應(yīng)變控制下的疲勞行為實驗研究，采用在鋁合金板的三個典型方向(軋制方向(RD)、與軋制方向成45°角方向

3、(MD)、垂直于軋制方向(TD))截取的試樣，研究其循環(huán)變形行為和疲勞壽命的差異。研究結(jié)果表明:6005鋁合金材料表現(xiàn)為循環(huán)穩(wěn)定特性，在應(yīng)變循環(huán)下，材料的響應(yīng)應(yīng)力幅值隨著應(yīng)變幅值的增大而增加;在應(yīng)力循環(huán)下，其棘輪行為不僅依賴平均應(yīng)力和應(yīng)力幅值的大小，還依賴加載速率和峰谷值的保持;5083H111軋制鋁合金板的三個方向都表現(xiàn)出明顯的循環(huán)硬化特性，即在恒定的應(yīng)變幅值下，三個方向的響應(yīng)應(yīng)力幅值均隨著循環(huán)次數(shù)的增加而增大，并且外加應(yīng)變幅值越大，