旋转弯曲和超声波循环加载高周疲劳性能对比分析

V216.3%TB3; 通过旋转弯曲(频率52.5 Hz,103～108周次)和超声波(频率20 kHz,5×104～109周次)轴向循环载荷疲劳实验,研究不同应力比(R)、加载方式和夹杂物对CL60钢高周、超高周疲劳性能的影响.结果表明:所有S-N曲线均呈现水平渐进趋势,并具有明确的疲劳极限;应力比R=-1情况下,通过超声波实验获得的疲劳强度(260～270 MPa)比旋转弯曲获得的疲劳强度(400～410 MPa)低140～150 MPa,并且应力比R=0.3的超声波疲劳极限值在195～205 MPa的范围内;旋转弯曲疲劳实验的疲劳裂纹起源于试件的表面,超声波疲劳实验的表面和内部均有裂纹萌...

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Published in航空材料学报 Vol. 44; no. 3; pp. 142 - 150
Main Authors 刘璐, 王生楠, 马一凡
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西安航空学院飞行器学院,西安 710077%西北工业大学航空学院,西安 710072 01.06.2024
西北工业大学航空学院,西安 710072
Subjects
应力比
inclusion
夹杂
CL60 steel
high-cycle fatigue
超声波循环
stress ratio
ultrasonic cycling
CL60钢
高周疲劳
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ISSN1005-5053
DOI10.11868/j.issn.1005-5053.2023.000016

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Summary:V216.3%TB3; 通过旋转弯曲(频率52.5 Hz,103～108周次)和超声波(频率20 kHz,5×104～109周次)轴向循环载荷疲劳实验,研究不同应力比(R)、加载方式和夹杂物对CL60钢高周、超高周疲劳性能的影响.结果表明:所有S-N曲线均呈现水平渐进趋势,并具有明确的疲劳极限;应力比R=-1情况下,通过超声波实验获得的疲劳强度(260～270 MPa)比旋转弯曲获得的疲劳强度(400～410 MPa)低140～150 MPa,并且应力比R=0.3的超声波疲劳极限值在195～205 MPa的范围内;旋转弯曲疲劳实验的疲劳裂纹起源于试件的表面,超声波疲劳实验的表面和内部均有裂纹萌生,且裂纹均在MnS夹杂物附近产生,与应力比大小无关.采用有限元方法研究了MnS夹杂物对裂纹萌生和扩展的影响,椭圆 MnS夹杂物的侧面相较于尖端位置应力集中水平更高,导致裂纹从夹杂物侧面萌生.
ISSN:1005-5053
DOI:10.11868/j.issn.1005-5053.2023.000016