机械工程材料

作者：王兴路, 贺利乐

关键词：表面裂纹, 疲劳扩展, 形状演变, 能量释放率

基于裂纹扩展过程中的能量释放率理论提出一种表面裂纹疲劳扩展形状的计算方法，研究了在拉伸和弯曲疲劳载荷作用下金属板材中表面裂纹扩展形状演变规律，并进行了试验验证。结果表明：计算得到在拉伸载荷作用下的裂纹扩展初始阶段，表面裂纹呈半圆形，随着裂纹深度的增加，表面裂纹形状逐渐变为扁长型半椭圆形；在弯曲载荷作用下的裂纹扩展初始阶段，表面裂纹呈半圆形，随着裂纹深度的增加，表面裂纹形状逐渐变为细长型半椭圆形；试验得到表面裂纹在疲劳扩展过程中的形状逐渐靠近计算得到的形状；在表面裂纹长度相等的条件下，试验与计算得到的裂纹深度的相对误差小于4.5%，说明采用基于能量释放率理论的表面裂纹扩展形状计算方法来预测表面裂纹疲劳扩展的形状演变是可行的。

来源：2019年第11期

《机械工程材料》期刊编辑部

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