U型缺口試樣拉壓低循環(huán)疲勞的實驗研究.pdf

1、對帶缺口或類似缺口的構件，由于應力集中或應變集中，其疲勞壽命或強度往往控制著結構的疲勞壽命或強度，對其進行疲勞研究是結構疲勞分析十分重要的一環(huán)。已有許多學者對缺口構件的疲勞問題進行了研究，然而缺口構件的疲勞問題涉及很多復雜因素，還有待進一步的認識。本文主要采用試驗與數值模擬相結合的方法對局部應力應變法進行探討。
　　本文以Q235鋼制板試樣為研究對象，首先在MTS拉扭疲勞試驗機上對光滑板試樣進行不同應變幅下（0.005、0.006

2、和0.008）的疲勞試驗。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循環(huán)徊線來標定模型的參數。在此基礎上來計算缺口根部等效應變幅為0.005、0.006和0.008時所對應的試樣標距段(25mm)位移，以此控制試驗機進行U型缺口試樣的拉壓循環(huán)疲勞試驗。在疲勞實驗的基礎上，用局部應力應變法對試驗測得的壽命結果進行分析。結果表明:(1)用局部應力應變法對U型缺口試樣進行疲勞壽

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壽命明顯低于實測壽命，且有限元法比修正Neuber法更保守。
　　在試驗測試基礎上對試樣缺口區(qū)域應變梯度的影響進行了探討，參照有限元計算的穩(wěn)定循環(huán)拉伸峰值狀態(tài)下試樣缺口根部的應變梯度，按Taylor模型重新估算缺口根部等效應變梯度較大區(qū)域的流動應力，在此基礎上得到的壽命估算結果與實驗結果吻合。說明缺口區(qū)域的應變梯度確實是影響缺