CN113252479A - 一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法 - Google Patents

一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113252479A
CN113252479A CN202110527753.8A CN202110527753A CN113252479A CN 113252479 A CN113252479 A CN 113252479A CN 202110527753 A CN202110527753 A CN 202110527753A CN 113252479 A CN113252479 A CN 113252479A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy
fatigue
cycle
life
integrity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110527753.8A
Other languages
English (en)
Inventor
刘志兵
王永
王西彬
刘书尧
潘小雨
宋慈
陈洪涛
白翌帆
王湃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Technology BIT
Original Assignee
Beijing Institute of Technology BIT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Technology BIT filed Critical Beijing Institute of Technology BIT
Priority to CN202110527753.8A priority Critical patent/CN113252479A/zh
Publication of CN113252479A publication Critical patent/CN113252479A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
    • G01N2203/0062—Crack or flaws
    • G01N2203/0066—Propagation of crack
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/0069—Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
    • G01N2203/0073—Fatigue

Abstract

本发明公开了一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法，属于高强度钢材料的寿命预测技术领域，包括：获得疲劳试验前的几何‑力学‑冶金性能；获得不同循环周次的迟滞环数据和疲劳寿命数据；通过微裂纹不扩展阈值获得表面形貌和表面硬度对总能量的修订系数；获得考虑不同深度的表面层残余压应力能量修订系数；将总能量的修订系数导入单周次循环能量密度‑寿命方法的表面层残余压应力能量修订系数项；通过背应力方程获得疲劳试验时稳定时的单周次塑性应变能；采用修正单周次循环能量密度‑寿命方法实现材料不同加工表面完整性参数下疲劳寿命预测与表征。本发明有效解决材料在中低周疲劳不同表面完整性作用下的寿命预测问题。

Description

一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法
技术领域
本发明属于高强度钢材料的寿命预测技术领域，更具体的说是涉及一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法。
背景技术
能量法因从疲劳破坏最本质的机理解决疲劳寿命问题，能解释很多其他方法无法解释的疲劳现象，因此得到广泛应用。然而国内外众多大量能量法预测中，大多采用忽略加工表面完整性的方式进行材料性能的研究，实验表明，忽略加工表面层完整性的疲劳寿命往往影响了能量法的预测精度。
因此，如何提供一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法，有效解决材料在中低周疲劳不同表面完整性作用下的寿命预测问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法，包括如下步骤：
S1：开展获得不同表面完整性的加工工艺试验，获得疲劳试验前的几何-力学-冶金性能；
S2：开展应变比为零的中低周应变控制疲劳试验，获得不同循环周次的迟滞环数据和疲劳寿命数据；
S3：通过微裂纹不扩展阈值获得表面形貌和表面硬度对总能量的修订系数；
S4：获得考虑不同深度的表面层残余压应力能量修订系数；
S5：将总能量的修订系数代入单周次循环能量密度-寿命方法的表面层残余压应力能量修订系数项；
S6：通过背应力方程获得疲劳试验时稳定时的单周次塑性应变能；
S7：采用修正单周次循环能量密度-寿命方法实现材料不同加工表面完整性参数下疲劳寿命预测与表征。
优选的，得到高强度钢表面微裂纹不扩展阈值
Figure BDA0003066513260000021
的表达式如下：
Figure BDA0003066513260000022
其中，考虑到Ry/Rz预测缺口几何结构的这些变化，a和b分别为表面粗糙度RaRy/Rz、Rsm参数。
优选的，考虑到高强度钢硬度较大时对微裂纹具有较强的敏感性，获得表面形貌和表面硬度对总能量的修订系数，具体为：
Figure BDA0003066513260000023
其中，
Figure BDA0003066513260000024
为表面微裂纹不扩展阈值，HV为表面维氏硬度。
优选的，得到高强度钢表面层残余压应力能量修订系数W'res，具体计算方法如下：
Figure BDA0003066513260000025
其中，h为残余应力影响层深，h0为残余应力开始转化时的层深；f(x)为残余应力随深度h变化的拟合曲线；cos(πx/2h0)为考虑不同深度处的残余应力对疲劳寿命的影响系数。
优选的，考虑到X射线应力对不同深度的残余应力进行测量时，产生的损伤很难以进行后期的疲劳试验，因此对每个试样的残余应力的能量修订值通过对表面的测量值与测量试样的表面采用等比例关系的形式取点，具体为：
Figure BDA0003066513260000031
其中，σsurf,ti为疲劳试验试样的表面残余应力，σsurf,conf为进行不同深度测试的表面残余应力，W'res,conf为通过不同深度的残余应力值得到的能量修订项。
优选的，将总能量的修订系数代入单周次循环能量密度-寿命方法的表面层残余压应力能量修订系数项，得到修订方程：
Figure BDA0003066513260000032
其中，m、n、W'f为材料常数，ΔKth为表面形貌和表面硬度对总能量的一个能量修订系数，ΔWb为塑性应变能修正项。
优选的，对中低周疲劳试验数据进行提取，获得稳定时的单周次塑性应变能ΔWb，具体为：
Figure BDA0003066513260000033
其中，X为摩擦应力，Δγp为总的应变幅，Δτ为总的应力幅，n'为循环硬化系数。
本发明的有益效果在于：
本发明提出了一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法，在传统的能量寿命预测模型—单周次循环能量密度-寿命方法的基础上进行了疲劳总能量系数的修正，改进了其能量系数的表征方法，理论基础坚实，材料参数优化简单，更适用于工程实际使用。
本发明可以同时考虑表面层的力学-几何-冶金特征的疲劳寿命预测，具备材料的中低周疲劳寿命的表征和预测，具有面向材料的服役性能的表面完整性评价能力。
本发明可以基于现有的实验数据准备预测尚未开展实验的不同表面粗糙度、硬度和残余应力的中低周疲劳寿命，避免了大量实验重复和浪费，大大缩短的试验周期，具有显著的科研价值和经济效应。
本发明首次通过引入残余应力随深度围成的面积的影响因子来考虑表面力学特征对应变能的变化，同时，通过以微裂纹不扩展阈值的影响因子来考虑表面层几何和冶金对应变能的影响，阐明了表面层的几何-力学-冶金特征在能量法的应用中物理意义，能解释很多其他方法无法解释的疲劳现象，应用简单，比较适用于工程应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的方法流程图。
图2为本发明中低周疲劳试验的试样尺寸图。
图3为本发明中低周疲劳试验的载荷谱。
图4为本发明表面形貌和表面硬度对总能量的修订系数与疲劳寿命的变化趋势图。
图5为本发明表面层的残余应力能量修订系数物理示意图。
图6为本发明表面层残余应力求解能量修订系数示意图。
图7为本发明残余应力能量修订系数对总能量的变换趋势图。
图8为本发明循环迟滞回线稳定时的单周次塑性应变能计算示意图。
图9为单周次塑性应变能结果图。
图10为通过时时统计不同表面完整性参数的单周次能量密度对寿命进行预测的结果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出了一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法，其目的是采用同一种方法即可对不同表面完整性特征的材料中低周疲劳寿命进行准确地表征和预测。该方法实在国际通用中低周疲劳寿命预测模型—单周次循环能量密度-寿命方法的基础上，考虑了不同深度的残余应力对材料塑性的影响，通过引入残余应力随深度围成的面积的影响因子，同时，通过以微裂纹不扩展阈值的影响因子，提出了有效的疲劳总能量系数，修正了疲劳能量系数，使其能够充分考虑表面层几何和冶金效应，进而建立了一种预测中低周疲劳寿命的能量法预测方法。该模型既能阐明表面层的几何-力学-冶金特征在能量法的应用中物理意义，又能兼顾模型的简洁性，有效解决材料在中低周疲劳不同表面完整性作用下的寿命预测问题，采用微裂纹不扩展阈值和残余应力随深度面积表征的方法对—单周次循环能量密度-寿命方法的材料参数进行优化计算，材料参数优化过程简便。
请参阅附图1，本发明提供了一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法，包括如下步骤：
S1：开展获得不同表面完整性的加工工艺试验，获得疲劳试验前的几何-力学-冶金性能；通过改变加工工艺的方式获得不同表面完整性的疲劳试样，疲劳试验前，对各个试样的表面粗糙度和显微硬度进行表征，同时对不同深度处的残余应力进行测量。
S2：开展应变比Rε为零的中低周应变控制疲劳试验，获得不同循环周次的迟滞环数据和疲劳寿命数据；在中低周疲劳试验中采用引伸计采集迟滞环的应力-应变数据，记录相应的中低周疲劳寿命Nf。
S3：通过微裂纹不扩展阈值获得表面形貌和表面硬度对总能量的修订系数；
计算得到高强度钢表面微裂纹不扩展阈值
Figure BDA0003066513260000061
的表达式如下：
Figure BDA0003066513260000062
其中，考虑到Ry/Rz预测缺口几何结构的这些变化，a和b分别为表面粗糙度RaRy/Rz、Rsm参数。
考虑到高强度钢硬度较大时对微裂纹具有较强的敏感性，获得表面形貌和表面硬度对总能量的修订系数，具体为：
Figure BDA0003066513260000063
其中，
Figure BDA0003066513260000064
为表面微裂纹不扩展阈值，HV为表面维氏硬度。
S4：获得考虑不同深度的表面层残余压应力能量修订系数；
计算得到高强度钢表面层残余压应力能量修订系数W'res，具体计算方法如下：
Figure BDA0003066513260000071
其中，h为残余应力影响层深，h0为残余应力开始转化时的层深；f(x)为残余应力随深度h变化的拟合曲线；cos(πx/2h0)为考虑不同深度处的残余应力对疲劳寿命的影响系数。
考虑到X射线应力对不同深度的残余应力进行测量时，产生的损伤很难以进行后期的疲劳试验，因此对每个试样的残余应力的能量修订值通过对表面的测量值与测量试样的表面采用等比例关系的形式取点，具体为：
Figure BDA0003066513260000072
其中，σsurf,ti为疲劳试验试样的表面残余应力，σsurf,conf为进行不同深度测试的表面残余应力，W'res,conf为通过不同深度的残余应力值得到的能量修订项。
S5：将总能量的修订系数代入单周次循环能量密度-寿命方法的表面层残余压应力能量修订系数项，得到修订方程：
Figure BDA0003066513260000073
其中，m、n、W'f为材料常数，ΔKth为表面形貌和表面硬度对总能量的一个能量修订系数，ΔWb为塑性应变能修正项。
S6：通过背应力方程获得疲劳试验时稳定时的单周次塑性应变能；对中低周疲劳试验数据进行提取，获得稳定时的单周次塑性应变能ΔWb，具体为：
Figure BDA0003066513260000074
其中，X为摩擦应力，Δγp为总的应变幅，Δτ为总的应力幅，n'为循环硬化系数。
S7：基于材料的中低周疲劳试验数据和表面完整性参数，采用修正的单周次循环能量密度-寿命方法，即可同时实现对材料不同加工表面完整性试验下的疲劳寿命预测与表征。
本发明提出了一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法，在传统的能量寿命预测模型—单周次循环能量密度-寿命方法的基础上进行了疲劳总能量系数的修正，改进了其能量系数的表征方法，理论基础坚实，材料参数优化简单，更适用于工程实际使用。
本发明可以同时考虑表面层的力学-几何-冶金特征的疲劳寿命预测，具备材料的中低周疲劳寿命的表征和预测，具有面向材料的服役性能的表面完整性评价能力。
本发明可以基于现有的实验数据准备预测尚未开展实验的不同表面粗糙度、硬度和残余应力的中低周疲劳寿命，避免了大量实验重复和浪费，大大缩短的试验周期，具有显著的科研价值和经济效应。
本发明首次通过引入残余应力随深度围成的面积的影响因子来考虑表面力学特征对应变能的变化，同时，通过以微裂纹不扩展阈值的影响因子来考虑表面层几何和冶金对应变能的影响，阐明了表面层的几何-力学-冶金特征在能量法的应用中物理意义，能解释很多其他方法无法解释的疲劳现象，应用简单，比较适用于工程应用。
应用例：
45CrNiMoVA钢在室温20℃下的考虑表面完整性的中低周疲劳寿命的表征和预测，该方法的步骤为：
步骤一、通过改变加工工艺的方式获得不同表面完整性的疲劳试样，疲劳试验前，对各个试样的表面粗糙度和显微硬度进行表征，同时对不同深度处的残余应力进行测量。
针对45CrNiMoVA钢，首先在疲劳试验前，对四种加工工艺的表面几何-力学-冶金进行表征，为了体现本发明的广泛性和适用性，工艺采用四种常用机加工工艺，粗车、半精车(湿切)、半精车(干切，颤振)和磨削。试样的表面完整性表征见表1。
Figure BDA0003066513260000091
步骤二、开展材料应变比Rε为0的中低周应变疲劳试验；
针对45CrNiMoVA钢，开展室温下应变控制的中低周扭转疲劳试验，实验方法满足ASTME606/E606M-2012《应变控制疲劳试验标准方法》执行，扭转试样如图2所示，采用应变控制且应变比Rε为0，总应变幅Δγ为1.3％，控制波形为正弦波，见图3。
步骤三、根据步骤1的表面完整性表征获得表面形貌和表面硬度对总能量的修订系数。
针对45CrNiMoVA钢，首先计算得到高强度钢表面微裂纹不扩展阈值
Figure BDA0003066513260000101
具体表达式如下：
Figure BDA0003066513260000102
其中，考虑到Ry/Rz预测缺口几何结构的这些变化，a和b分别为表面粗糙度RaRy/Rz、Rsm参数。
考虑到高强度钢硬度较大时对微裂纹具有较强的敏感性，获得表面形貌和表面硬度对总能量的一个修订系数，具体为
Figure BDA0003066513260000103
其中，
Figure BDA0003066513260000104
为表面微裂纹不扩展阈值，HV为表面维氏硬度。
得到获得表面形貌和表面硬度对总能量的修订系数随着疲劳寿命的变化趋势如图4所示。
步骤四、根据步骤一得到的不同深度的残余应力获得高强度钢表面层残余压应力能量修订系数W'res。
针对45CrNiMoVA钢，获得表面层的残余应力能量修订系数，具体如下
Figure BDA0003066513260000105
具体示意如图5所示，h为残余应力影响层深，h0为残余应力开始转化时的层深；f(x)为残余应力随深度h变化的拟合曲线，MPa；cos(πx/2h0)为考虑不同深度处的残余应力对疲劳寿命的影响系数。
首先对四种加工工艺的不同深度的残余应力进行拟合，如图6所示。拟合方程为五次多项式，通过公式可得因残余应力引起的不同加工工艺的能量修订值，分别为1.356、2.76、2.63、-1.538MPa·μm，考虑到X射线应力对不同深度的残余应力进行测量时，产生的损伤很难以进行后期的疲劳试验，因此对每个试样的残余应力的能量修订值通过对表面的测量值与测量试样的表面采用等比例关系的形式取点，具体为：
Figure BDA0003066513260000111
其中，σsurf,ti为疲劳试验试样的表面残余应力，σsurf,conf为进行不同深度测试的表面残余应力，W'res,conf为通过不同深度的残余应力值得到的能量修订项。
得到不同深度的残余应力值得到的能量修订项对总能量的修订系数随着疲劳寿命的变化趋势如图7所示。
步骤五、建立考虑表面完整性的单周次循环能量密度-寿命方法的疲劳能量修订系数项。
针对45CrNiMoVA钢，将总的表面完整性修订系数代入单周次循环能量密度-寿命方法的疲劳能量修订系数项，得到修订方程：
Figure BDA0003066513260000112
其中，m、n、W'f为材料常数，h为残余应力影响层深，h0为残余应力开始转化时的层深；f(x)为残余应力随深度h变化的拟合曲线，MPa；cos(πx/2h0)为考虑不同深度处的残余应力对疲劳寿命的影响系数，ΔKth为表面形貌和表面硬度对总能量的一个能量修订系数，ΔWb为塑性应变能修正项。
步骤六、对中低周疲劳试验数据进行提取，获得稳定时的单周次塑性应变能ΔWb，具体为：
Figure BDA0003066513260000113
模型的物理意义如图8所示，传统意义上的塑性变形能中包含了很大一部分的稳定塑性应变能，X为摩擦应力，其中以摩擦热的形式扩散出去，因此背应力τb所做的功更能很好的疲劳性能。Δγp为总的应变幅，Δτ为总的应力幅，n'为循环硬化系数。
如图9所示，可得磨削工艺的单周次塑性应变能ΔWb趋于稳定且为0.8279MPa·mm/mm。
步骤七、采用修正的单周次循环能量密度-寿命方法，即可同时实现对材料不同加工表面完整性试验下的疲劳寿命预测与表征。基于步骤二、三、四和五获得的修正项材料参数，并结合45CrNiMoVA钢稳定时的单周次能量密度，可获得45CrNiMoVA钢在中低周条件下不同表面完整性的疲劳寿命。首先对于传统的不考虑机加工表面完整性的影响，统一为固定的单周次能量密度值，四种不同表面完整性的寿命通过平均值进行预测，如图10所示。误差分散带达到2.02倍，修正的模型误差分散带降低到了1.25倍。修正的预测模型平均误差从72％提升到了90％。通过时时统计不同表面完整性参数的单周次能量密度对寿命进行预测时，预测的结果如图10所示，修正的模型与繁琐的实时统计单周次能量密度的方法具有相同的误差分散带，克服了实时统计单周次能量密度的繁琐计算量和疲劳试验量，实现了面向服役性能的考虑表面完整性的能量法预测疲劳寿命模型。计算结果证明了本发提出的修正的单周次循环能量密度-寿命方法预测能力的合理性和可靠性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：开展获得不同表面完整性的加工工艺试验，获得疲劳试验前的几何-力学-冶金性能；
S2：开展应变比为零的中低周应变控制疲劳试验，获得不同循环周次的迟滞环数据和疲劳寿命数据；
S3：通过微裂纹不扩展阈值获得表面形貌和表面硬度对总能量的修订系数；
S4：获得考虑不同深度的表面层残余压应力能量修订系数；
S5：将总能量的修订系数代入单周次循环能量密度-寿命方法的表面层残余压应力能量修订系数项；
S6：通过背应力方程获得疲劳试验时稳定时的单周次塑性应变能；
S7：采用修正单周次循环能量密度-寿命方法实现材料不同加工表面完整性参数下疲劳寿命预测与表征。
2.根据权利要求1所述的一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法，其特征在于，得到高强度钢表面微裂纹不扩展阈值
Figure FDA0003066513250000011
的表达式如下：
Figure FDA0003066513250000012
其中，考虑到Ry/Rz预测缺口几何结构的这些变化，a和b分别为表面粗糙度RaRy/Rz、Rsm参数。
3.根据权利要求2所述的一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法，其特征在于，考虑到高强度钢硬度较大时对微裂纹具有较强的敏感性，获得表面形貌和表面硬度对总能量的修订系数，具体为：
Figure FDA0003066513250000021
其中，
Figure FDA0003066513250000022
为表面微裂纹不扩展阈值，HV为表面维氏硬度。
4.根据权利要求3所述的一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法，其特征在于，得到高强度钢表面层残余压应力能量修订系数W′res，具体计算方法如下：
Figure FDA0003066513250000023
其中，h为残余应力影响层深，h0为残余应力开始转化时的层深；f(x)为残余应力随深度h变化的拟合曲线；cos(πx/2h0)为考虑不同深度处的残余应力对疲劳寿命的影响系数。
5.根据权利要求4所述的一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法，其特征在于，考虑到X射线应力对不同深度的残余应力进行测量时，产生的损伤很难以进行后期的疲劳试验，因此对每个试样的残余应力的能量修订值通过对表面的测量值与测量试样的表面采用等比例关系的形式取点，具体为：
Figure FDA0003066513250000024
其中，σsurf,ti为疲劳试验试样的表面残余应力，σsurf,conf为进行不同深度测试的表面残余应力，W′res,conf为通过不同深度的残余应力值得到的能量修订项。
6.根据权利要求5所述的一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法，其特征在于，将总能量的修订系数代入单周次循环能量密度-寿命方法的表面层残余压应力能量修订系数项，得到修订方程：
Figure FDA0003066513250000025
其中，m、n、W′f为材料常数，ΔKth为表面形貌和表面硬度对总能量的一个能量修订系数，ΔWb为塑性应变能修正项。
7.根据权利要求6所述的一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法，其特征在于，对中低周疲劳试验数据进行提取，获得稳定时的单周次塑性应变能ΔWb，具体为：
Figure FDA0003066513250000031
其中，X为摩擦应力，Δγp为总的应变幅，Δτ为总的应力幅，n'为循环硬化系数。
CN202110527753.8A 2021-05-14 2021-05-14 一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法 Pending CN113252479A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110527753.8A CN113252479A (zh) 2021-05-14 2021-05-14 一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110527753.8A CN113252479A (zh) 2021-05-14 2021-05-14 一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113252479A true CN113252479A (zh) 2021-08-13

Family

ID=77181923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110527753.8A Pending CN113252479A (zh) 2021-05-14 2021-05-14 一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113252479A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115329555A (zh) * 2022-07-29 2022-11-11 中国航发沈阳发动机研究所 一种整体铸造的涡轮后机匣静力试验材料修正方法
CN115862789A (zh) * 2023-02-09 2023-03-28 中国航发四川燃气涡轮研究院 纤维增强金属基复合材料构件低周疲劳寿命预测方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120084019A1 (en) * 2009-10-05 2012-04-05 Khonsari Michael M Fracture Fatigue Entropy Determination
CN105203392A (zh) * 2015-08-21 2015-12-30 南京航空航天大学 一种基于表面完整性的钛合金材料低周疲劳寿命预测方法
CN109614715A (zh) * 2018-12-13 2019-04-12 电子科技大学 一种多轴载荷作用下考虑缺口效应的能量场强法及其应用
CN110705131A (zh) * 2019-10-31 2020-01-17 上海交通大学 基于加工表面层高周疲劳的机械构件寿命预测方法
CN110749300A (zh) * 2019-10-30 2020-02-04 中国航空制造技术研究院 激光冲击强化金属材料表面的凹坑质量评估方法
CN111553091A (zh) * 2020-05-09 2020-08-18 南京航空航天大学 一种考虑表面完整性的疲劳寿命预测方法
CN111678821A (zh) * 2020-06-23 2020-09-18 山东大学 基于高温合金加工表面完整性的低周疲劳寿命预测方法
CN112364535A (zh) * 2020-11-06 2021-02-12 华东理工大学 一种基于晶体塑性的蠕变疲劳寿命预测方法
CN112417580A (zh) * 2020-04-17 2021-02-26 中国航发北京航空材料研究院 一种考虑保载效应的高温低周疲劳寿命预测方法
CN112580235A (zh) * 2020-11-25 2021-03-30 西北工业大学 一种金属结构高周疲劳起裂寿命的非线性估算方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120084019A1 (en) * 2009-10-05 2012-04-05 Khonsari Michael M Fracture Fatigue Entropy Determination
CN105203392A (zh) * 2015-08-21 2015-12-30 南京航空航天大学 一种基于表面完整性的钛合金材料低周疲劳寿命预测方法
CN109614715A (zh) * 2018-12-13 2019-04-12 电子科技大学 一种多轴载荷作用下考虑缺口效应的能量场强法及其应用
CN110749300A (zh) * 2019-10-30 2020-02-04 中国航空制造技术研究院 激光冲击强化金属材料表面的凹坑质量评估方法
CN110705131A (zh) * 2019-10-31 2020-01-17 上海交通大学 基于加工表面层高周疲劳的机械构件寿命预测方法
CN112417580A (zh) * 2020-04-17 2021-02-26 中国航发北京航空材料研究院 一种考虑保载效应的高温低周疲劳寿命预测方法
CN111553091A (zh) * 2020-05-09 2020-08-18 南京航空航天大学 一种考虑表面完整性的疲劳寿命预测方法
CN111678821A (zh) * 2020-06-23 2020-09-18 山东大学 基于高温合金加工表面完整性的低周疲劳寿命预测方法
CN112364535A (zh) * 2020-11-06 2021-02-12 华东理工大学 一种基于晶体塑性的蠕变疲劳寿命预测方法
CN112580235A (zh) * 2020-11-25 2021-03-30 西北工业大学 一种金属结构高周疲劳起裂寿命的非线性估算方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GIOVANNA ROTELLA: "Effect of surface integrity induced by machining on high cycle fatigue life of 7075-T6 aluminum alloy", 《JOURNAL OF MANUFACTURING PROCESSES》 *
HAOYANG WEI ET AL.: "An energy-based model to assess multiaxial fatigue damage under tensiontorsion and tension-tension loadings", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF FATIGUE》 *
WANG YONG ET AL.: "Effects of laser shock peening in different processes on fatigue life of 32CrNi steel", 《MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING A》 *
张瑞龙: "基于临界面能量法的多轴疲劳寿命预测方法研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅱ辑》 *
金鑫源: "激光喷丸对电子束熔化增材制造Ti-6Al-4V钛合金微观组织及性能的影响", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115329555A (zh) * 2022-07-29 2022-11-11 中国航发沈阳发动机研究所 一种整体铸造的涡轮后机匣静力试验材料修正方法
CN115329555B (zh) * 2022-07-29 2023-04-07 中国航发沈阳发动机研究所 一种整体铸造的涡轮后机匣静力试验材料修正方法
CN115862789A (zh) * 2023-02-09 2023-03-28 中国航发四川燃气涡轮研究院 纤维增强金属基复合材料构件低周疲劳寿命预测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113252479A (zh) 一种考虑加工表面完整性的能量法预测疲劳寿命方法
CN109490080B (zh) 一种预测高强钢疲劳裂纹扩展性能的方法
Abu-Nabah et al. High-frequency eddy current conductivity spectroscopy for residual stress profiling in surface-treated nickel-base superalloys
CN108387470A (zh) 一种连续压痕法测量残余应力和金属材料弹塑性力学性能的方法
Zhang et al. A constitutive model independent analytical method in determining the tensile properties from incremental spherical indentation tests (ISITs)
CN103471932A (zh) 金属材料应力-应变曲线测量及应用方法
CN108897946A (zh) 基于球、锥一体压头的材料等效应力-应变关系预测方法
CN112180065A (zh) 一种金属材料的j-c本构模型建立方法
Zhang et al. A comparative study on uniaxial tensile property calculation models in spherical indentation tests (SITs)
CN114999594A (zh) 考虑数据分散性的eifs疲劳全寿命的预测方法
Allenov et al. Simultaneous effects of cutting depth and tool overhang on the vibration behavior of cutting tool and high-cycle fatigue behavior of product: Experimental research on the turning machine
Xiang et al. Mechanism modelling of shot peening effect on fatigue life prediction
Budiarsa Indentation Size Effect (ISE) of Vickers hardness in steels: correlation with H/E
CN113609675B (zh) 一种疲劳短裂纹扩展速率预测模型的确定方法及装置
CN113155444B (zh) 一种磁弹法检测渗碳淬火齿轮磨削烧伤定标方法
CN114062136A (zh) 一种基于压痕能量计算金属材料断裂韧性的方法
CN115062378A (zh) 一种基于晶体塑性的激光冲击强化粉末高温合金低周疲劳寿命预测方法
CN108627385B (zh) 金属材料表面力学性能的测量方法及系统
Glodež et al. The life of cracks: theory and application
Buchanan et al. Relaxation of shot-peened residual stresses under creep loading
Xiong et al. Examination of fatigue crack driving force parameter
Huffman Accounting for Geometry and Residual Stresses in Weld Fatigue: A Strain Energy Density Approach to Total Life of Welded T-Specimens
DeMarco et al. An Efficient Method for the Optimization of Viscoplastic Constitutive Model Constants
Kimura et al. Simplified method to determine contact stress distribution and stress intensity factors in fretting fatigue
Vikram et al. Study of fatigue crack growth in 6063-T6 aluminum alloy

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20230324