金属材料疲劳裂纹扩展曲线的拟合方法研究-工程力学.pdf

第20 卷第4 期 工 程 力 学 Vol.20 No. 4 2003 年 8 月 ENGINEERING MECHANICS Aug. 2003 文章编号：1000-4750(2003)04-0136-05 金属材料疲劳裂纹扩展曲线的拟合方法研究 田秀云，杜洪增，孙智强 (中国民用航空学院机电系，天津 300300) 摘 要：提出了一种金属材料疲劳裂纹扩展曲线(a~N 曲线)的拟合方法，即修正的双曲函数拟合方法。为 检验这种曲线拟合方法的适用性，利用 2024-T42 铝合金 CCT 试样的疲劳裂纹扩展试验数据，对该铝合金 的疲劳裂纹扩展曲线进行了拟合分析，并给出了疲劳裂纹扩展速率和扩展寿命。通过疲劳裂纹扩展寿命计 算结果和试验结果的对比分析，证明这种拟合方法具有较高的拟合精度。 关键词：疲劳裂纹扩展；曲线拟合；裂纹扩展寿命；双曲函数 中图分类号：V215.5 文献标识码：A CURVE FITTING OF THE FATIGUE CRACK GROWTH CHARACTERRISTIC OF METALS TIAN Xiu-yun , DU Hong-zeng , SUN Zhi-qiang (Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, China) Abstract: In this paper, a new curve fitting approach to the fatigue crack growth characteristic of metals is developed, in which modified hyperbolic functions are employed. Based on the of fatigue crack growth testing data of 2024-T42 aluminum alloy, a curve fitting analysis of the fatigue crack growth characteristic is conducted and the fatigue crack growth rate and the fatigue life are given. Compared with experimental data, the results of the present curve fitting approach are shown to be accurate. Key words: fatigue crack growth; curve fitting; crack growth life; hyperbolic function [1] 目前，工程上通常采用“七点法” 描述疲劳 验是在MTS880-50KN 液压伺服试验机上进行的， 裂纹扩展曲线，本文提出一种描述疲劳裂纹扩展曲 试验采用等幅循环载荷。 线的新方法。为检验这种描述方法的适用性，在 表 1 给出了 2024-T42 铝合金疲劳裂纹扩展试 MTS880-50KN 液压伺服疲劳试验机上，采用CCT 验数据(疲劳裂纹长度a 和对应的载荷循环数N) ； 试样对2024-T42 铝合金进行了疲劳裂纹扩展试验。 表 2 给出了各试件的疲劳裂纹初始长度和临界长 1 2024-T42 铝合金疲劳裂纹扩展试 度。表3 给出了各试件的疲劳裂纹扩展寿命。 验 2024-T42 铝合金的CCT 试样疲劳裂纹扩展试 ——————————