镍基单晶合金复杂应力状态低周疲劳寿命预测

杨治国¹，丁智平²，尹泽勇¹，陈吉平²，陈晓鸣¹

(1.中国航空动力机械研究所,湖南,株洲,412002;
2.湖南工业大学机械工程学院,湖南,株洲,412008)

摘要:根据损伤应变能释放率的定义表达式,将各向同性材料应力三轴性因子拓展到正交异性材料,定义了含有3个弹性常数的镍基单晶应力三轴性因子.用它修正Mises应变范围作为疲劳损伤参量,可以显著消除晶体取向和多轴载荷对疲劳寿命的影响.用损伤应变能释放率作为热力学广义力描述正交异性材料的疲劳损伤过程,引入取向函数和损伤驱动力循环特征参数反映晶体各向异性对疲劳损伤的非线性影响以及循环载荷的交变特性,提出了单晶合金低周疲劳损伤模型.利用CMSX-2镍基单晶合金薄壁圆筒试样的拉-扭循环载荷低周疲劳试验数据和DD3镍基单晶合金缺口试样的低周疲劳试验数据,运用多元线性回归分析方法拟合模型的材料常数,试验所得数据分别落在2.5倍和2.0倍偏差分布带内.

关键词:镍基单晶合金; 正交各向异性; 复杂应力状态; 低周疲劳寿命;

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