U型缺口試樣拉壓低循環(huán)疲勞的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、對帶缺口或類似缺口的構(gòu)件，由于應(yīng)力集中或應(yīng)變集中，其疲勞壽命或強(qiáng)度往往控制著結(jié)構(gòu)的疲勞壽命或強(qiáng)度，對其進(jìn)行疲勞研究是結(jié)構(gòu)疲勞分析十分重要的一環(huán)。已有許多學(xué)者對缺口構(gòu)件的疲勞問題進(jìn)行了研究，然而缺口構(gòu)件的疲勞問題涉及很多復(fù)雜因素，還有待進(jìn)一步的認(rèn)識。本文主要采用試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對局部應(yīng)力應(yīng)變法進(jìn)行探討。
　　本文以Q235鋼制板試樣為研究對象，首先在MTS拉扭疲勞試驗(yàn)機(jī)上對光滑板試樣進(jìn)行不同應(yīng)變幅下（0.005、0.006

2、和0.008）的疲勞試驗(yàn)。用ABAQUS有限元軟件的Chaboche組合模型來描述材料在循環(huán)載荷下的塑性行為，用單胞模擬光滑板試樣試驗(yàn)循環(huán)徊線來標(biāo)定模型的參數(shù)。在此基礎(chǔ)上來計(jì)算缺口根部等效應(yīng)變幅為0.005、0.006和0.008時(shí)所對應(yīng)的試樣標(biāo)距段(25mm)位移，以此控制試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行U型缺口試樣的拉壓循環(huán)疲勞試驗(yàn)。在疲勞實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，用局部應(yīng)力應(yīng)變法對試驗(yàn)測得的壽命結(jié)果進(jìn)行分析。結(jié)果表明:(1)用局部應(yīng)力應(yīng)變法對U型缺口試樣進(jìn)行疲勞壽

3、命評估，無論有限元法還是修正Neuber法，它們只適用于缺口半徑較大的試樣;(2)對缺口半徑較小試樣的估計(jì)壽命明顯低于實(shí)測壽命，且有限元法比修正Neuber法更保守。
　　在試驗(yàn)測試基礎(chǔ)上對試樣缺口區(qū)域應(yīng)變梯度的影響進(jìn)行了探討，參照有限元計(jì)算的穩(wěn)定循環(huán)拉伸峰值狀態(tài)下試樣缺口根部的應(yīng)變梯度，按Taylor模型重新估算缺口根部等效應(yīng)變梯度較大區(qū)域的流動應(yīng)力，在此基礎(chǔ)上得到的壽命估算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。說明缺口區(qū)域的應(yīng)變梯度確實(shí)是影響缺