疲勞損傷過(guò)程熱耗散與微觀形貌的同步測(cè)量.pdf

1、本文運(yùn)用高精度的紅外熱像儀和遠(yuǎn)距離高倍顯微鏡，通過(guò)試驗(yàn)觀測(cè)到純銅試樣疲勞過(guò)程中，自熱溫度變化分三個(gè)階段：起始上升階段，穩(wěn)定階段，斷裂溫升階段。并發(fā)現(xiàn)表面溫升和應(yīng)力水平及加載頻率有關(guān)。 在疲勞初始階段，顯微結(jié)構(gòu)變化時(shí)產(chǎn)生的熱量幾乎都用于提高試樣的溫度，所以此時(shí)溫度上升較快；進(jìn)入穩(wěn)定循環(huán)階段后，隨著循環(huán)數(shù)的增加，溫度呈現(xiàn)緩慢上升，試樣表面裂紋數(shù)量隨疲勞周次逐漸增加，表面形貌變化緩慢；在宏觀裂紋擴(kuò)展階段，由于裂尖處的能量要快速釋放，使

2、得試樣表面溫度急劇上升，而且由于材料內(nèi)部累積的塑性變形能越來(lái)越大，引起相應(yīng)的表面微觀形貌發(fā)生明顯的變化，此階段產(chǎn)生了非常明顯的頸縮現(xiàn)象，越靠近斷口附近，試樣的表面越粗糙。 研究表明，溫度的變化與熱耗散的變化具有自相似性，且能夠反映材料疲勞變化的不同過(guò)程，表面微觀形貌的變化與儲(chǔ)能的變化是一致的，它反映了材料疲勞變化的不同狀態(tài)，把這兩者結(jié)合來(lái)研究疲勞能量耗散規(guī)律是一種比較全面也比較科學(xué)的方法。作者利用紅外熱像圖結(jié)合微觀形貌變化圖分析

3、了材料溫度變化，發(fā)現(xiàn)溫度在指定區(qū)域的變化最快，材料表面在該區(qū)域逐漸變得粗糙，這里也是試樣形變集中區(qū)域通過(guò)試驗(yàn)研究得到幾點(diǎn)結(jié)論： (1) 表面溫度場(chǎng)與損傷具有一致性，可以監(jiān)測(cè)損傷的起始與演化。 (2) 溫度場(chǎng)與表面形貌的變化具有相關(guān)性，可以作為疲勞損傷度量的依據(jù)。 (3) 需要對(duì)表面微觀形貌的定量分析來(lái)研究熱耗散與損傷的關(guān)系。但是由于時(shí)間的緣故作者僅對(duì)熱耗散和微觀形貌的演化作了定性分析，并沒(méi)有得出二者的確切關(guān)系。為