一种研究材料疲劳裂纹扩展特性的数值模拟方法及其应用

【摘要】：在材料单轴低周疲劳临界损伤的前提下,定义了基于应变幅和平均应力的裂尖塑性区疲劳损伤参量,并结合弹塑性有限元方法预测材料疲劳裂纹扩展速率(LFF法)。以大型汽轮机转子材料Cr2Ni2MoV钢、航空航天材料TA12合金和TC4合金为例,利用ANSYS有限元软件,实现了中心裂纹板试样疲劳裂纹扩展速率的预测。有限元预测结果同实验结果对比表明,本文采用的疲劳裂纹扩展行为预测方法(LFF法)具有较高的模拟精度和适用性。本文还应用该方法给出了TA17、TB6、TC11三种钛合金棒材在常温和高温下的低周疲劳裂纹扩展速率—Paris率,供航空航天工业选材参考。