基于堆焊成形钛合金高周疲劳实验数据的R-S-N模型

材料研究学报, 2015, 29(9): 714-720.

基于堆焊成形钛合金高周疲劳实验数据的R-S-N模型

朱良 ^1, , 王晶 ^2, , 李晓慧 ^3, , 锁红波 ^4, , 张亦良 ^5,

1.北京工业大学机械与应用电子技术学院北京100022

2.北京工业大学机械与应用电子技术学院北京100022

3.北京工业大学机械与应用电子技术学院北京100022

4.北京航空制造工程研究所高能束流加工技术重点实验室北京100024

5.北京工业大学机械与应用电子技术学院北京100022

关键词：材料科学基础学科 , 应力比 , 疲劳寿命 , 疲劳极限 , R-S-N数学模型

R-S-N Mathematical Model Based on TC18 by BW High Cycle Fatigue Test Data

Keywords： foundational discipline in materials science , stress ratio , fatigue life , fatigue limit , R-S-N mathematical models

针对应力比对疲劳寿命影响的问题,以TC18钛合金堆焊成形(利用多层堆焊的方法制备)试样为研究对象,进行了3种应力比(R=0.5、R=0.06、R=-1)的疲劳实验,得出相应的疲劳极限,应用"应力幅值寿命模型"和"三参数寿命模型"得到6条S-N曲线.根据裂纹扩展速率与疲劳寿命的积分关系,以两种疲劳寿命数学模型为基础,系统地研究了应力比(R)与疲劳寿命曲线(S-N)的关系,提出了考虑应力比的疲劳寿命(R-S-N)数学模型.根据本文提出的修正公式,建立了适用TC18钛合金堆焊成形材料的两种R-S-N数学模型,结果表明:用应力幅值寿命模型可对中等疲劳寿命区进行准确的预测,而三参数寿命模型更适合中长寿命区域的预测.提出的两种R-S-N数学模型与实验值吻合良好,并可在工程上预测任意应力比下的疲劳寿命曲线.

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