金属非对称循环下的匀变速加载问题

肖敏¹，罗迎社^1,2，司家勇³，刘秀波^1,2

1. 中南林业科技大学流变力学与材料工程研究所2. 中南林业科技大学工程流变学湖南重点实验室3. 中南林业科技大学机电工程学院

摘 要：由损伤力学理论可知,疲劳是由材料内部的损伤演化导致的,但其损伤演化的机理并不清楚。为此,我们将高分子物理中断裂的分子理论推广应用于金属的疲劳损伤,认为金属的断裂是一个松驰过程,宏观断裂是微观原子键断裂热活化的结果。以Q235钢为例,在CMT5105万能电子试验机上进行拉压非对称循环疲劳试验。从原子键离解的视角出发并结合试验数据,讨论并推算诸多因素影响下匀、变速加载时非对称循环疲劳损伤演化律的具体形式。再将速率作为重点考虑因素提出了新的疲劳损伤演化律,分别讨论了匀、变速情况下损伤演化律的基本形式,并对速率相关参数因子进行了修正。结果表明,新的疲劳损伤演化律形式简单、参数少、应用广泛且与试验结果贴合较好。

关键词：疲劳损伤演化律;热活化;应变速率;应力幅;