高周疲劳中的应力梯度与尺寸效应研究

摘要

高周疲劳中的应力梯度与尺寸效应研究的目的有两个,第一,拓展经典的高周疲劳(HCF)准则(如Crossland,Dang Van,Papadopoulos,et al),进而考虑到这些疲劳准则在介观长度lg下的空间应力变化;第二,通过疲劳试验对比来了解扩展的准则对于这种效应的准确性.在引出由Luu等人提出的基本疲劳标准综述和他们的基于梯度效应的扩展后,专注于针对Crossland准则,同时考虑到应力幅和最大静水应力的梯度,一种更实用和简单的表达式被提出.在实验室环境下通过两种典型加载模式测试:简支梁弯曲测试和悬臂旋转弯曲测试,得到了理论值和数值模拟之间的差别,之后使用更为复杂的弯曲扭转试验来检验新准则的准确性.该方法对于其他多轴疲劳标准的推广在Papadopoulos 2001年的论文中有过详细阐述.最后,本研究提出了一种考虑梯度效应的多轴高周疲劳(HCF)准则扩展方法.在这项工作中仅强调梯度效应对于疲劳寿命的增益效果.