γ-TiAl合金缺陷對(duì)主裂紋作用機(jī)理研究.pdf

1、微裂紋和微孔洞被認(rèn)為是兩種對(duì)材料疲勞壽命影響較大的缺陷，在復(fù)雜外載荷作用下，這些缺陷附近會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，并且容易萌生疲勞裂紋。此外，微裂紋、微孔洞缺陷還會(huì)影響疲勞裂紋的擴(kuò)展路徑。
　　本文以γ-TiAl合金為研究對(duì)象，基于 XFEM法建立了含微裂紋、微孔洞缺陷細(xì)觀尺度下的主裂紋模型，分別研究了共線單微裂紋與偏置雙微裂紋缺陷對(duì)主裂紋裂尖應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響，以及不同位置和不同取向的微橢圓孔對(duì)主裂紋裂尖應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響，模擬了偏

2、置微裂紋影響下主裂紋的擴(kuò)展路徑，取得如下研究成果：
　　1、研究了共線單微裂紋與主裂紋之間的相互作用。采用擴(kuò)展有限元法建立了水平共線的單微裂紋與主裂紋模型，模擬不同位置的單微裂紋與主裂紋之間的相互作用。研究結(jié)果表明：共線的單微裂紋對(duì)主裂紋裂尖應(yīng)力場(chǎng)的作用表現(xiàn)為短距效應(yīng)（距離越短作用越強(qiáng)烈），而距離較遠(yuǎn)時(shí)作用不明顯。
　　2、研究了偏置雙微裂紋對(duì)主裂紋裂尖應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響，分析了雙微裂紋對(duì)主裂紋裂尖應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響的機(jī)理。

3、研究結(jié)果表明：在水平方向雙微裂紋對(duì)主裂紋裂尖應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響隨微裂紋位置的變化呈現(xiàn)等幅值的周期性波動(dòng)，且這種等幅值波動(dòng)是由微裂紋對(duì)主裂紋的增強(qiáng)與屏蔽作用所導(dǎo)致；微裂紋距離主裂紋裂尖越近影響越大，而距離越遠(yuǎn)則影響很小。
　　3、研究了不同位置和取向的微橢圓孔對(duì)主裂紋裂尖應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響，分析了其影響機(jī)理。研究結(jié)果表明：微橢圓孔對(duì)主裂紋的作用效應(yīng)與其相對(duì)主裂紋的位置和自身取向有關(guān)，隨微裂紋位置和自身取向的變化，微橢圓孔對(duì)主裂紋裂尖