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四川大学殷国富团队:考虑应力梯度影响深度和权函数的缺口疲劳寿命预测模型

论论资讯 | 2023-03-01 3热度

Metals

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Notch Fatigue Life Prediction Model Considering Stress Gradient Influence Depth and Weight Function

Tang Y.; Song Y.; Yin G.; Nie Y.

Published:2023-03-01
DOI:10.3390/met13030539

研究背景

在现代工程领域中,部件的疲劳性能是一个重要的问题。然而,缺口特性会显著影响工程部件的疲劳性能。传统的基于Coffin-Manson方程的应力梯度分析方法并没有考虑到应力梯度修正系数的定义中应力梯度影响范围的问题,也没有考虑到高应力梯度区域对疲劳寿命的影响。这些问题都需要得到解决。

研究内容

本文提出了一种新的缺口疲劳寿命模型,旨在解决上述问题。首先,分析缺口根部的应力应变场,定义了应力梯度影响深度。接着,在计算应力梯度修正系数时,通过加权函数减少了低应力梯度区域的影响。最后,为了验证该方法,使用了包括TC4、GH4169和EN8B在内的三组实验数据,并与其他三种模型进行了比较。结果表明,新模型预测的寿命都在2倍离散带内,且预测能力比其他三种模型更好。

研究意义

本文提出的新缺口疲劳寿命模型,解决了传统方法中存在的应力梯度影响范围和高应力梯度区域对疲劳寿命的影响问题。该模型的提出,为工程部件的疲劳性能分析提供了一种新的方法。同时,该研究也为研究其他工程部件的疲劳性能提供了参考。

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