丁智平
,
王腾飞
,
李明
,
陈吉平
材料研究学报
在680和850℃下对DD3镍基单晶合金进行多轴非比例加载低周疲劳试验,结果表明等效应变范围△ε_e、试验温度、等效应力范围△σ_e对单晶合金的低周疲劳寿命有显著影响。基于能量耗散理论,引入参量k表征多轴非比例加载对疲劳寿命的影响,构造循环塑性应变能作为损伤参量,建立镍基单晶合金低周疲劳寿命预测模型。参量k与循环寿命之间呈幂函数关系。根据镍基单晶合金的微观尺度结构特征.建立γ/γ′双相单胞有限元模型,进行多轴非比例循环加载应力应变数值模拟。根据宏观有限元模型和γ/γ′双相单胞微观有限元模型的计算结果,以及镍基单晶合金680和850℃低周疲劳试验数据,对疲劳寿命模型进行多元线性回归分析,结果表明微观单胞有限元模型的分析精度比宏观有限元模型显著提高,两种温度下的试验数据分别落在1.6倍和2.0倍偏差分布带内。
关键词:
金属材料
,
低周疲劳
,
单晶合金
,
多轴非比例加载
,
单胞模型
,
寿命预测
丁智平王腾飞李明陈吉平
材料研究学报
在680和850℃下对DD3镍基单晶合金进行多轴非比例加载低周疲劳试验, 结果表明等效应变范围Δεe、试验温度、等效应力范围Δσe对单晶合金的低周疲劳寿命有显著影响。基于能量耗散理论, 引入参量k表征多轴非比例加载对疲劳寿命的影响, 构造循环塑性应变能作为损伤参量, 建立镍基单晶合金低周疲劳寿命预测模型。参量k与循环寿命之间呈幂函数关系。根据镍基单晶合金的微观尺度结构特征, 建立γ/γ'双相单胞有限元模型, 进行多轴非比例循环加载应力应变数值模拟。根据宏观有限元模型和γ/γ'双相单胞微观有限元模型的计算结果, 以及镍基单晶合金680和850℃低周疲劳试验数据, 对疲劳寿命模型进行多元线性回归分析, 结果表明微观单胞有限元模型的分析精度比宏观有限元模型显著提高,两种温度下的试验数据分别落在1.6倍和2.0倍偏差分布带内。
关键词:
金属材料
,
low cycle fatigue
,
single crystal superalloy
,
multiaxial non-proportional loading
,
unit cell model
,
life prediction
