金屬材料單軸對(duì)相關(guān)棘輪—疲勞交互作用行為研究.pdf

1、棘輪行為是指在非對(duì)稱(chēng)應(yīng)力控制循環(huán)加載下塑性變形的循環(huán)累積，其可導(dǎo)致疲勞壽命的減少或使結(jié)構(gòu)的變形超過(guò)限制而不能正常工作，是結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性、可靠性及疲勞壽命預(yù)測(cè)等實(shí)際工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需考慮的一個(gè)重要因素。
　　大多數(shù)金屬材料在具有一定平均應(yīng)力、應(yīng)力控制循環(huán)加載下都會(huì)產(chǎn)生棘輪效應(yīng)，而且很多材料的棘輪行為都是時(shí)相關(guān)的(受加載速率和荷載峰谷值保持時(shí)間等的影響)，因此對(duì)這種類(lèi)型荷載下的材料和結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行疲勞壽命分析時(shí)，必須要考慮時(shí)相關(guān)棘輪行為和

2、疲勞行為之間的交互作用。基于以上考慮，本文對(duì)兩種不同的金屬材料調(diào)質(zhì)42CrMo鋼和SS304不銹鋼進(jìn)行了系統(tǒng)的單軸時(shí)相關(guān)棘輪-疲勞交互作用實(shí)驗(yàn)研究，并改進(jìn)現(xiàn)有的本構(gòu)模型對(duì)兩種材料的全壽命棘輪行為進(jìn)行了模擬，這對(duì)于構(gòu)件的合理使用和可靠性設(shè)計(jì)具有重要的工程參考價(jià)值。主要展開(kāi)了以下工作：
　　(1)對(duì)循環(huán)硬化材料SS304不銹鋼在室溫和高溫(100℃和300℃)下的循環(huán)軟/硬化行為以及單軸循環(huán)加載下的棘輪.疲勞交互作用行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究

3、。討論了不同溫度下平均應(yīng)力，應(yīng)力幅值，加載速率和峰值保持時(shí)間對(duì)材料單軸棘輪行為和疲勞壽命的影響。
　　(2)對(duì)循環(huán)軟化材料調(diào)質(zhì)42CrMo鋼在室溫下的時(shí)相關(guān)棘輪-疲勞交互作用行為進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，主要討論了峰值保持時(shí)間和不同應(yīng)力加載率對(duì)棘輪行為以及疲勞壽命的影響。
　　(3)基于連續(xù)損傷力學(xué)和統(tǒng)一粘塑性循環(huán)本構(gòu)的框架并在實(shí)驗(yàn)觀察的基礎(chǔ)上，在Abdel-Karim-Ohno隨動(dòng)硬化律的基礎(chǔ)上，加入靜力恢復(fù)項(xiàng)，并引入損傷，得