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2025-10-09 16:22本頁面

　　

【正文】典型的疲勞裂紋擴展速率曲線疲勞裂紋擴展速率曲線可以分為三個區： ? I區為近門檻區，裂紋擴展速率隨著 △ K的降低而迅速降低，以至 da／ dN→0 。與此相對應 △ K值稱為疲勞裂紋擴展門檻值，記為 △ Kth。當 △ K≤△ Kth 時， da／dN＝ 0。這是裂紋擴展門檻值的物理定義或理論定義。實驗測定的裂紋擴展門檻值常定義為： da／ dN＝ 13 1010 m／ cycle時的 △ K值。 I區接近于 △ Kth ，故又將 I區稱為近門檻區。 ? II區為中部區或穩態擴展區，對應于 da／ dN＝ 108106 m／ cycle。在 II區；裂紋擴展速率在 logda/dN log△ K 雙對數坐標上呈一直線。 ? III區為裂紋快速擴展區， da／ dN ＞ 106 105 m／cycle, 并隨著 △ K的增大而迅速升高。當 Kmax＝△ K／ (1R)=KIC 時，試件或零件斷裂。為了精確地估算零件的裂紋擴展壽命最著名 ―― Paris裂紋擴展速率公式提高 ΔKth之值，使裂紋擴展速率大大降低。顯微組織變化引起了裂紋在 Ⅱ 區擴展機制的改變 ,裂紋在 Ⅱ 區若裂紋以非條帶機制擴展，則提高材料的強度和塑性可降低裂紋擴展速率。降低疲勞裂紋擴展速率的途徑疲勞裂紋擴展速率表達式 da／ dN＝ C△ Km (818) 式中 C， m為實驗測定的常數。 Paris公式僅適用于 II區。 (經驗公式 ) 按 (823)式計算裂紋擴展壽命，要選擇合適的裂紋擴展速率公式，確定初始裂紋尺寸 ai和臨界裂紋尺寸 ac，即積分的上、下限。修正后的 Paris公式，計算裂紋擴展壽命，即用 Paris公式計算裂紋擴展壽命將會給出保守的結果。疲勞裂紋擴展壽命估算（ 824）（ 823）零件的裂紋擴展壽命 Np，可按下式估算 ? ??????? ciaaf dNdadaN? ?? ciaa mp KC daN 延壽技術 1．細化晶粒隨著晶粒尺寸的減小，合金的裂紋形成壽命和疲勞總壽命延長。 2．減少和細化合金中的夾雜物細化合金中的夾雜物顆粒，可以延長疲勞壽命。 3．微量合金化向低碳鋼中加鈮，大幅度地提高鋼的強度和裂紋形成門檻值，大幅度地延長裂紋形成壽命。 4．減少高強度鋼中的殘余奧氏體將高強度馬氏體綱中的殘余奧氏體由 12％減少到 5％左右 . 5．改善切口根部的表面狀態切削加工會引起零件表面層的幾何、物理和化學的變化。 6．表面噴丸強化是既能延長裂紋形成壽命，又能延長裂紋擴展壽命的有效方法。沖擊疲勞小能量的多次沖擊飛機起落架、風動工具零件等。沖擊疲勞試驗時，錘頭以一定的能量沖擊試件，從而使試件發生疲勞斷裂。疲勞短裂紋簡介根據疲勞裂紋擴展門檻值的概念，當 △ K △ Kth時，裂紋不擴展。這是對于長裂紋。但是研究發現，在很短裂紋 , △ K △ Kth時裂紋會擴展。本章結束

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