隨機加載疲勞試驗及其壽命估算研究.pdf

1、針對傳統(tǒng)隨機疲勞試驗采用二級、三級順序加載的試驗方式,難以體現(xiàn)實際載荷歷程中隨機化的載荷順序?qū)ζ趬勖挠绊?試驗結(jié)果精度不高等問題。本文使用高頻疲勞試驗機,采用隨機化載荷塊的加載方式,對45鋼漏斗形試樣進行二級、三級、四級和八級隨機加載疲勞試驗以及二級順序加載(低-高、高-低)疲勞試驗,使用Miner理論、修正Miner理論和Corten-Dolan理論模型對試驗結(jié)果進行疲勞損傷分析及壽命估算,研究隨機加載方式下的高周疲勞累積損傷特性

2、以及載荷順序?qū)ζ趬勖挠绊?。并通過疲勞斷口的掃描電鏡試驗,從微觀機理上分析不同加載順序?qū)ζ趽p傷的影響。
　　本文主要研究成果及結(jié)論如下:
　　(1)在高頻疲勞試驗機上實現(xiàn)了載荷塊隨機化加載來進行高周隨機疲勞研究,體現(xiàn)了載荷歷程中的隨機性和不重復(fù)性,可以較好地模擬實際隨機載荷歷程。
　　(2)試驗結(jié)果表明,二級、三級、四級和八級隨機加載方式下,線性累積損傷值∑ni/∑Ni分布區(qū)間分別為:∑ni/Ni=0.25~1.4

3、6,∑ni/Ni=0.18～1.08,∑ni/Ni=0.13～0.95,∑ni/Ni=0.23～1.71,可見按線性累積損傷理論進行損傷分析偏差較大,載荷塊大小與疲勞壽命之間沒有線性關(guān)系,改變載荷塊大小不影響疲勞壽命的估算。
　　(3)二級低-高和高-低加載方式下,線性疲勞累積損傷值分別為:∑ni/Ni=0.12～0.68,∑ni/Ni=0.22～1.24;二級低-高和高-低順序加載試驗壽命與二級隨機加載試驗壽命的誤差值分別為14

4、.91％和75.10%,表明載荷順序?qū)ζ趬勖挠绊懯秋@著的。
　　(4)基于累積損傷理論的三種壽命估算模型的計算結(jié)果表明,Miner理論和修正 Miner理論對隨機加載和順序加載的壽命估算精度均不高,誤差范圍在30%~60%之間。Corten-Dolan理論能較好地描述隨機載荷對材料疲勞累積損傷的影響,壽命估算較為準確,誤差基本在30%以內(nèi);Corten-Dolan理論采用二級隨機加載試驗得出的d值比采用二級順序加載試驗得出的d