C250鋼漏斗試樣扭轉(zhuǎn)低周疲勞研究

趙興華， 蔡力勛， 江志華， 包 陳

(1.西南交通大學 力學與工程學院 應用力學與結(jié)構安全四川省重點實驗室， 成都 610031；2.北京航空材料研究院，北京 100095)

C250鋼漏斗試樣扭轉(zhuǎn)低周疲勞研究

趙興華1， 蔡力勛1， 江志華2， 包 陳1

(1.西南交通大學 力學與工程學院 應用力學與結(jié)構安全四川省重點實驗室， 成都 610031；2.北京航空材料研究院，北京 100095)

通過軸向循環(huán)拉壓實驗獲得漏斗試樣載荷-位移(P-V)曲線，并基于該曲線和有限元反演分析方法獲得了材料的循環(huán)本構關系。利用該循環(huán)本構關系對漏斗試樣進行三維扭轉(zhuǎn)有限元分析，獲得漏斗根部剪切應力與扭矩之間的轉(zhuǎn)換公式，及漏斗根部剪切應變與名義扭角之間的轉(zhuǎn)換公式，實現(xiàn)了漏斗試樣扭轉(zhuǎn)低周疲勞的研究。應用該方法，完成了C250鋼漏斗試樣常溫下一條曲線的扭轉(zhuǎn)低周疲勞實驗，揭示了C250鋼的疲勞行為，并給出了該材料的Manson-Coffin壽命預測模型。

扭轉(zhuǎn)低周疲勞；應力應變轉(zhuǎn)換公式；有限元反演計算；C250鋼漏斗試樣；Manson-Coffin模型

扭轉(zhuǎn)疲勞問題廣泛存在于汽車、火車輪軸，發(fā)動機曲軸及各種凸輪軸、齒輪軸等關鍵部件中，具有重要的工程應用背景。目前，對扭轉(zhuǎn)疲勞的研究涉及面比較廣泛，但多涉及高周應力疲勞[1～3]方向。劉昆鵬等[4]對50CrVA圓桿試樣的高周扭轉(zhuǎn)和斷裂行為進行了試驗研究，并分析了夾雜對疲勞壽命的影響；雒設計[5]和馬楠楠[6]等分別對鉆桿和航空發(fā)動機葉片的拉扭復合加載疲問題進行了研究；田玉杰等[7]則研究變幅加載下TC21鈦合金的拉扭疲勞行為，并分析了其循環(huán)軟化硬化特性；……