Ti-6Al-4V钛合金振动弯曲超高周疲劳及寿命预测模型研究

• 作者: 焦胜博 程礼 陈煊 陈皎 高潮 鲁凯举
• 来源期刊: 实验力学
• 学科: 工学
• 关键词: 超高周疲劳 振动弯曲 频率效应 寿命预测
• 年，卷（期）: 2016,（6）
• 页码范围: 730-740
• 分类号: TH113.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.7520/1001-4888-16-306

摘要

运用超声疲劳试验系统和高频振动弯曲疲劳试验系统开展了Ti-6Al-4V钛合金在300Hz和20kHz下的高周和超高周振动弯曲疲劳试验.使用Hirox光学成像系统和扫描电镜观察了试样断口形貌,提出了使用振动幅值和共振频率的乘积af表征试样应力大小的方法,建立了基于af值的超高周弯曲振动疲劳寿命预测模型并进行了验证.结果表明:疲劳循环周数超过107以后,Ti-6Al-4V钛合金试样依然会发生疲劳断裂,不存在传统意义上的疲劳极限;同轴向拉压疲劳相比,相同疲劳寿命下,振动弯曲的应力水平显著小于轴向拉压加载;300Hz和20kHz两种频率下的试验数据吻合良好,加载频率对材料的疲劳性能没有明显影响.由于试样中应力梯度分布,裂纹均萌生于试样表面,试样断口平坦,裂纹源并未呈现“鱼眼”特征.基于af值的疲劳寿命预测模型能够很好地预测超高周振动弯曲疲劳寿命.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	程礼	空军工程大学航空航天工程学院	107	606	12.0	19.0
3	焦胜博	空军工程大学航空航天工程学院	26	81	5.0	7.0
6	陈煊	空军工程大学航空航天工程学院	8	14	2.0	3.0
7	鲁凯举	空军工程大学航空航天工程学院	7	17	3.0	3.0
8	陈皎	空军工程大学航空航天工程学院	7	16	3.0	3.0
9	高潮		1	5	1.0	1.0