淬火殘余應(yīng)力對(duì)U75V鋼材疲勞裂紋擴(kuò)展影響的分析研究.pdf

1、由于疲勞斷裂問題越來越受到重視，人們發(fā)現(xiàn)殘余應(yīng)力場(chǎng)的存在會(huì)對(duì)材料的疲勞裂紋擴(kuò)展產(chǎn)生影響進(jìn)而影響疲勞裂紋擴(kuò)展壽命。對(duì)有殘余應(yīng)力場(chǎng)的疲勞裂紋擴(kuò)展壽命的計(jì)算，人們也一直在探討中。
　　本文基于有限元軟件abaqus和斷裂力學(xué)理論，對(duì)U75V鋼的三維CT試樣，采用彈塑性位移外推法求解不同裂紋長(zhǎng)度下疲勞載荷最大值和最小值的應(yīng)力強(qiáng)度因子以及相應(yīng)的幅值，并和理論公式解進(jìn)行對(duì)比。計(jì)算結(jié)果表明，在疲勞裂紋擴(kuò)展階段的中、后期，當(dāng)考慮小范圍屈服時(shí)，按彈

2、塑性位移外推法求解應(yīng)力強(qiáng)度因子及幅值用于疲勞裂紋擴(kuò)展速率和疲勞剩余壽命計(jì)算更偏于安全。
　　對(duì)U75V鋼的三維CT試樣，計(jì)算得到空冷和氣冷狀態(tài)下表面綜合換熱系數(shù)，由換熱系數(shù)計(jì)算了三維CT試樣空冷和氣冷殘余應(yīng)力場(chǎng)。計(jì)算結(jié)果表明，裂紋尖端區(qū)域出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。在縱向?qū)ΨQ面位置裂紋尖端處沿著裂紋擴(kuò)展方向的區(qū)域內(nèi)隨著長(zhǎng)度增加y先為壓應(yīng)力然后逐漸減小直到演變?yōu)闅堄嗬瓚?yīng)力，并且殘余拉應(yīng)力隨著長(zhǎng)度增加呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。
　　通過彈塑性位移外推

3、法求解了空冷和氣冷狀態(tài)下的應(yīng)力強(qiáng)度因子，并對(duì)三種狀態(tài)下CT試樣的應(yīng)力強(qiáng)度因子以及幅值做對(duì)比。結(jié)果表明，三種狀態(tài)下的應(yīng)力強(qiáng)度因子有差別但是并不是很大，隨裂紋長(zhǎng)度的增加KImax、KImin和ΔK逐漸增大。不同的裂紋長(zhǎng)度下空冷狀態(tài)下的ΔK幾乎為最小，氣冷狀態(tài)下的應(yīng)力強(qiáng)度因子最大，而未淬火處理的應(yīng)力強(qiáng)度因子隨著裂紋長(zhǎng)度增加開始和空冷狀態(tài)接近，然后逐漸與氣冷狀態(tài)接近。
　　由疲勞裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)測(cè)出的三維CT試樣a-N曲線，采用割線法和Par