钛合金电子束焊接接头高周疲劳损伤及寿命研究

摘要

本文针对TC11钛合金焊接接头的高周疲劳损伤特性展开研究。论文作者借助扫描电镜对断口的分析并依据分形理论对TC11钛合金焊接接头断口进行了定性和定量分析，并对其进行疲劳损伤分析和寿命预估。
　　 论文通过TC11钛合金焊接接头的疲劳试验，得到了焊接接头的S－N曲线以及焊接接头宏观损伤和焊缝区区域损伤历程，比较了二者之间的差异。
　　 论文借助扫描电子显微镜，对不同载荷下TC11钛合金焊接接头疲劳断口宏观和微观形貌进行分析，发现TC11钛合金焊接接头疲劳源分表面源和内部源两类，其中与表面疲劳源相对应的TC11钛合金焊接接头疲劳寿命约为内部源接头疲劳寿命的35-66％。
　　 论文根据分形理论对疲劳断口进行了定量分析，结合二次电子图像和计盒维数法，得到了焊接接头断口的分形维数，并建立了基于分形维数的宏细观损伤变量Df，建立了Df与载荷及疲劳寿命间的关系。论文还分析了扫描电镜电子束入射角角度的改变对TC11电子束焊接接头分形维数的影响。
　　 论文根据TC11钛合金电子束焊接接头疲劳试验和断口分维数测量结果建立了相应的高周疲劳宏、细观损伤演化方程，分析了分形初始损伤以及临界损伤与载荷之间的关系，并最终确定了不同载荷下分形损伤演化方程的参数。