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船舶力学2025年第03期:非比例载荷下考虑加载路径的多轴疲劳寿命预测模型

来源:期刊VIP网 时间:


作者:高建雄;程琴;朱鹏年;

单位:新疆大学机械工程学院;

摘要:循环加载下路径的非比例性所引起的附加强化效应,是造成材料疲劳寿命缩短的重要因素。针对这一问题,首先基于等效应变模型和临界面理论,以最大剪切应变幅所在平面为临界平面,综合考虑材料本身的非比例系数和加载路径的非比例性,引入一种新型非比例因子来量化非比例加载对于材料疲劳寿命的影响。其次,为考虑试件的损伤机理与疲劳破坏模式,以临界平面上的最大法向应力来表征其对疲劳破坏的贡献,在此基础上结合非比例因子,提出一种多轴疲劳寿命预测模型。最后,利用多轴载荷作用下四种材料的疲劳实验数据验证所提模型的有效性,并将预测结果与五种现有模型进行对比。研究结果表明:与现有模型相比,所提模型能够有效提升非比例载荷作用下多轴疲劳寿命的预测精度。

关键词:非比例载荷;;加载路径;;多轴疲劳;;寿命预测;;临界平面

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52065062);; 新疆维吾尔自治区高校基本科研业务费科研项目(XJEDU2023P007);; 新疆维吾尔自治区重点研发计划(2021B01003)