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疲劳寿命预测方法的研究现状与发展.pdf
疲劳寿命预测方法的研究现状与发展
ResearchStatlls锄d ofF0recastMetllodof
Developm哪t Fatig啦Life
南京航空航天大学能源与动力学院 袁熙李舜酩
[摘要] 综述了疲劳累积损伤理论、疲劳裂纹形 展寿命的新方法,发展了“损伤容限设计”,并成为20
成寿命预测方法和疲劳裂纹扩展寿命的分析方法,分
别对常用的理论和方法进行了介绍,指出了不同理论
和方法的优缺.最,并对它们的发展趋势作了展望。 学。损伤力学主要研究宏观可见缺陷或裂纹出现之前
关键词:疲劳寿命疲劳裂纹寿命预测 的力学过程,即裂纹萌生过程,通过定义损伤变量研究
c咖ulative
[ABsTRAcr]The 损伤演化规律来预测疲劳寿命。在几十年时间里,从
theory(矗fa哩ue
methodforlifeof crackfor 连续损伤力学到微观损伤力学以及基于微观的唯象损
d锄age,prediction ratigue
rrlationandamh7sisnlethodforlifeoffatiguecrackex— 伤理论(宏微观结合理论),损伤力学获得了重要发展,
and
aresu工砌arizedThe∞rmTlontheories
panding 作为断裂疲劳破坏的补充和拓展,损伤力学有望成为
meth()dsare The
introduced,respectiveIy.advantages工程结构疲劳破坏与寿命预测研究的重要的力学分析
and theoriesarldnlethodsare
disadvanta正esofdiffeTEnt 手段,并与断裂力学结合在一起构成破坏力学或疲劳
0utThe trerldsofthemare
p。inted devel。prnent 破坏理论的主要内容“J。
prospected. 按上述理论,疲劳寿命由裂纹形成寿命和扩展寿
crackLife
Keywords:Fatig呲lifeFatigue pre- 命组成,很多工作都是将这两部分分开考虑。因此能
dictjon 否正确估计疲劳裂纹形成寿命和扩展寿命就成为疲劳
寿命预测的关键。本文对这两方面的寿命预测方法进
据统计,机械零件破坏的50%~90%为疲劳破行了总结,并对今后预测方法的发展作了一些设想。
坏_lJ,特别是随着机械零件向大型、复杂化和高温、高
1疲劳累积损伤理论
速使用环境的方向发展,随机因素增加,疲劳破坏更是
层出不穷,因此关于疲劳破坏问题的研究得到了极大 疲劳破坏是一个累积损伤的过程。对于等幅交变
的关注,其中重点为疲劳寿命的预测。 应力,可用材料的S N曲线来表示在不同应力水平
疲劳寿命的定义为发生疲劳破坏时的载荷循环次 下达到破坏所需要的循环次数。于是,对于给定的应力
数,或从开始受载到发生断裂所经过的时间。 水平一,就可以利用材料或零部件的s—N曲线,确定
该零件至破坏时的循环数N,亦即可以估算出零件的
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