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一种考虑材料损伤的低循环疲劳寿命预测方法

商体松 赵明 曹友明

商体松, 赵明, 曹友明. 一种考虑材料损伤的低循环疲劳寿命预测方法[J]. 机械科学与技术, 2016, 35(4): 652-656. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2016.0428
引用本文: 商体松, 赵明, 曹友明. 一种考虑材料损伤的低循环疲劳寿命预测方法[J]. 机械科学与技术, 2016, 35(4): 652-656. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2016.0428
Shang Tisong, Zhao Ming, Cao Youming. A Method for Predicting Low Cycle Fatigue Life Considering Material Damage[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2016, 35(4): 652-656. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2016.0428
Citation: Shang Tisong, Zhao Ming, Cao Youming. A Method for Predicting Low Cycle Fatigue Life Considering Material Damage[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2016, 35(4): 652-656. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2016.0428

一种考虑材料损伤的低循环疲劳寿命预测方法

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2016.0428
基金项目: 

中科院上海高等研究所项目(NBEK-0001)资助

详细信息
    作者简介:

    商体松(1989-),硕士研究生,研究方向为航空发动机结构强度,shangtisong@163.com

    通讯作者:

    赵明(联系人),副教授,博士,zhaoming3164@nwpu.edu.cn

A Method for Predicting Low Cycle Fatigue Life Considering Material Damage

  • 摘要: 为了更加精确地预测材料的低循环疲劳寿命,对三参数幂函数公式和拉伸滞后能寿命模型进行研究,提出了基于三参数幂函数的损伤能寿命预测模型。分别利用该模型和Manson-Coffin公式对高温合金、钛合金及结构钢等多种材料的低周疲劳试验数据进行拟合并将其分析结果进行对比;根据GH4133合金250℃时的低循环疲劳试验数据,建立了该条件下材料的循环应力-应变曲线和损伤能寿命预测模型,同时对曲线及模型进行验证。结果表明:建立的循环应力-应变曲线能够正确反映该条件下材料的应力与应变之间的关系;所提出的损伤能寿命预测模型对12种材料的低周疲劳试验数据的拟合效果较好,寿命预测精度明显高于Manson-Coffin公式。
  • [1] 刘长福,邓明.航空发动机结构分析[M].西安:西北工业大学出版社,2006 Liu C F, Deng M. Structure analysis of aeroengine[M]. Xi'an: Northwestern Polytechnical University Press, 2006 (in Chinese)
    [2] 姚卫星.结构疲劳寿命分析[M].北京:国防工业出版社,2003 Yao W X. Fatigue life prediction of structures[M]. Beijing: National Defense Industry Press, 2003 (in Chinese)
    [3] 王建国,王红缨,王连庆,等.GH4169合金高温多轴低周疲劳寿命预测[J].机械强度,2008,30(2):324-328 Wang J G, Wang H Y, Wang L Q, et al. Fatigue life prediction for GH4169 superalloy under multi-axial cyclic loading at 650 ℃[J]. Journal of Mechanical Strength, 2008,30(2):324-328 (in Chinese)
    [4] Li J, Zhang Z, Sun Q, et al. Low-cycle fatigue life prediction of various metallic materials under multiaxial loading[J]. Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, 2010,34(4):280-290
    [5] 杨晓光,黄佳,王井科,等.定向凝固镍基高温合金缺口低循环疲劳性能及寿命预测[J].航空学报,2013,34(7):1596-1604 Yang X G, Huang J, Wang J K, et al. Properties and life prediction of low cycle fatigue behavior on notched DS ni-based superalloy[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2013,34(7):1596-1604 (in Chinese)
    [6] 傅惠民.ε-N曲线三参数幂函数公式[J].航空学报,1993,14(3):A173-A176 Fu H M. A formula of three-parameter power function for ε-N curves[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 1993,14(3):A173-A176 (in Chinese)
    [7] Box G E P, Cox D R. An analysis of transformations[J]. Journal of the Royal Statistical Society, 1964,26(2):211-252
    [8] Hoaglin D C, Mosteller F, Tukey J W. Understanding robust and exploratory data analysis[M]. New York: John Wiley & Sons, Inc., 1983
    [9] Ostergen W J. A damage function and associated failure equations for predicting hold time and frequency effects in elevated temperature, low cycle fatigue[J]. Journal of Testing and Evaluation, 1976,4(5):327-339
    [10] 郑飞,何玉环,苏彬.低周疲劳寿命预测模型分析[J].实验室研究与探索,2007,26(10):189-196 Zheng F, He Y H, Su B. Analysis of low cycle fatigue life prediction models[J]. Research and Exploration in Laboratory, 2007,26(10):189-196 (in Chinese)
    [11] 张国栋,苏彬.高温低周应变疲劳的三参数幂函数能量方法研究[J].航空学报,2007,28(2):314-318 Zhang G D, Su B. A method based on energy and three-parameter power function for low cycle fatigue[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2007,28(2):314-318 (in Chinese)
    [12] El-Madhoun Y, Mohamed A, Bassim M N. Cyclic stress-strain behavior of polycrystalline nickel[J]. Materials Science and Engineering: A, 2004,385(1-2):140-147
    [13] 北京航空材料研究所.航空发动机设计用材料数据手册[M].北京:中国航空发动机总公司,1990 Beijing Institute of Aeronautical Materials. Material data manual for aero-engine design[M]. Beijing: China National Aero-Engine Corportion, 1990 (in Chinese)
    [14] 航空发动机设计用材料数据手册编委会.航空发动机设计用材料数据手册[M].北京:航空工业出版社,2010 Editorial of Material Data Manual for Aero-Engine Design. Material data manual for aero-engine design[M]. Beijing: Aviation Industry Press, 2010 (in Chinese)
    [15] 王卫国.轮盘低循环疲劳寿命预测模型和试验评估方法研究[D].南京:南京航空航天大学,2006 Wang W G. Research on prediction model for disc LCF life and experiment assessment methodology[D]. Nanjing: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2006 (in Chinese)
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  • 收稿日期:  2014-05-19
  • 刊出日期:  2016-04-05

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