[发明专利]一种高强度铝合金超高周疲劳全寿命预测方法

摘要

本发明公开了一种高强度铝合金超高周疲劳全寿命预测方法。本发明通过拉伸试验与断裂韧性试验获得高强铝合金抗力强度与断裂韧性；基于疲劳位错累积损伤理论与疲劳裂纹扩展理论，引入反映材料显微组织参数，建立材料的超高周疲劳全寿命方程，定量评价高强铝合金不同应力幅下的超高周疲劳全寿命。本发明通过拉伸试验与断裂韧性试验，建立含高强铝合金显微组织参数的超高周疲劳全寿命方程，即可实现高强铝合金超高周疲劳全寿命。该方法避免了昂贵、耗时的超高周疲劳试验，具有简单、快速、经济优势。

主权项

1.一种高强度铝合金超高周疲劳全寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对高强铝合金进行室温拉伸试验，绘制高强铝合金的拉伸曲线，并根据拉伸曲线计算出室温材料的弹性模量E、抗拉强度σb，并计算高强铝合金超高周疲劳强度△σD＝σb/3，计算材料切变模量G＝E/2(1+v)；(2)对高强铝合金进行金相处理，测定高强铝合金的晶粒尺寸分布，得到高强铝合金的最大晶粒尺寸a0；(3)高强铝合金超高周疲劳裂纹萌生寿命方程：其中，KIC为高强铝合金断裂韧性，△σ为疲劳应力幅，△σD为疲劳应力幅，Nini为疲劳寿命；将相关参数代入公式(a)，即可计算高强铝合金超高周疲劳裂纹萌生寿命；(4)根据公式(b)计算高强铝合金超高周疲劳裂纹扩展寿命，公式(b)为：其中，ai、af分别为高强铝合金小裂纹临界尺寸、疲劳断裂临界尺寸；x为小裂纹扩展速率参数，对于高强度铝合金，x＝3；(5)高强铝合金超高周疲劳全寿命包括疲劳裂纹萌生寿命与裂纹扩展寿命，即：