复合型疲劳裂纹不自相似扩展行为的理论模型与实验研究

项目名称： 复合型疲劳裂纹不自相似扩展行为的理论模型与实验研究

项目编号： No.50975260

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 高增梁

作者单位： 浙江工业大学

项目金额： 38万元

中文摘要： 多轴载荷复合型疲劳破坏是航空、机械、土木等工程结构的主要破坏形式之一。针对复合型疲劳裂纹的不自相似扩展特性，基于启裂与扩展源自同样的疲劳损伤机制，提出一个预测复合型疲劳裂纹扩展路径和扩展速率的理论模型。探求复合型疲劳裂纹的不自相似扩展机理，明确裂尖场结构、加载历史和加载条件的作用机制，确定裂尖断裂过程区的形状、大小和临界疲劳损伤；基于热力学第一定律建立一个多轴疲劳损伤准则，提出基于裂尖断裂过程区损伤开裂的预测复合型疲劳裂纹扩展路径和扩展速率的理论模型；在通用有限元软件ABAQUS平台上，开发耦合了A-F类循环塑性本构模型和扩展有限元法的用户单元子程序UEL以及理论预测模型的用户子程序USDFLD，准确模拟复合型疲劳裂纹的动态扩展行为；实验研究复合型疲劳裂纹扩展行为，并验证提出的理论模型。本项目可望提供一套系统的疲劳寿命预测方法，为机械设备的设计、安全运行以及剩余寿命评估提供理论支撑。

中文关键词： 复合型疲劳裂纹；多轴疲劳准则；扩展速率；扩展路径；寿命预测

英文摘要：

英文关键词： mixed fatigue crack；multiaxial fatigue criterion；propagation rate；propagation path；life prediction