XFEM研究304不锈钢单边裂纹的高周疲劳扩展
来源期刊：钢铁2018年第9期
论文作者：付远 廖岩松 陆德平 刘觐 陈志宝 魏仕勇
文章页码：63 - 154
关键词：疲劳裂纹扩展;扩展有限元;Paris准则;304不锈钢;应力强度因子;
摘 要：为了研究金属微裂纹材料在较低的循环应力水平下的使用寿命,通过裂纹尖端奇异点的XFEM方法和Paris疲劳裂纹扩展理论研究了304不锈钢薄片样本的单边裂纹疲劳扩展行为,分别通过试验和数值模拟分析了高周疲劳应力循环下的裂纹扩展情况。结果表明,试验样本的总疲劳循环寿命约为1 180 000次。模拟的裂纹扩展速率与实际的试验扩展速率吻合度较好,通过XFEM计算出的裂纹增长数值解与应力强度函数确定的解析解在全区有较好的非线性拟合度,但是由于随着裂纹长度的不断增加,裂纹尖端应力强度因子的运算不稳定性增大,导致在III区中,数值解与解析解的?K值出现了非线性拟合度降低的趋势。
付远1,2，廖岩松1，陆德平1，刘觐1，陈志宝1，魏仕勇1,2
1. 江西省科学院应用物理研究所2. 南昌大学材料科学与工程学院
摘 要：为了研究金属微裂纹材料在较低的循环应力水平下的使用寿命,通过裂纹尖端奇异点的XFEM方法和Paris疲劳裂纹扩展理论研究了304不锈钢薄片样本的单边裂纹疲劳扩展行为,分别通过试验和数值模拟分析了高周疲劳应力循环下的裂纹扩展情况。结果表明,试验样本的总疲劳循环寿命约为1 180 000次。模拟的裂纹扩展速率与实际的试验扩展速率吻合度较好,通过XFEM计算出的裂纹增长数值解与应力强度函数确定的解析解在全区有较好的非线性拟合度,但是由于随着裂纹长度的不断增加,裂纹尖端应力强度因子的运算不稳定性增大,导致在III区中,数值解与解析解的?K值出现了非线性拟合度降低的趋势。
关键词：疲劳裂纹扩展;扩展有限元;Paris准则;304不锈钢;应力强度因子;
