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《兰州理工大学》 2011年
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拉压载荷下304不锈钢低周疲劳断裂特性的研究

刘俭辉  
【摘要】:本文主要是通过实验来研究304不锈钢的低周疲劳断裂特性以及断口特性。在试验中加载方式采用控制应力方式在岛津(SHIMADZU)EHF-EM100kN电液伺服高频疲劳试验机对试件进行疲劳试验。试样分为光滑试样和带切口的试样,其中试样长度是按照试验机的要求和国家标准来加工的,切口深度、角度以及切口尖端半径是根据实验的目的来加工的,在试件上加工切口主要是为了考虑切口深度对试件寿命的影响;在日立S-3400N扫描电镜上对疲劳断口进行观察,分析断口裂纹源区、裂纹扩展区和瞬断区的基本特征,以及加载应力水平大小对疲劳断口特征的影响。 本文主要是通过疲劳断裂实验对304不锈钢的疲劳断裂特性进行分析: (1)通过实验研究了304不锈钢的基本疲劳性能。在应力比R=-1时,对称恒幅循环载荷控制下,通过实验得到304不锈钢的S-N曲线,可以得到当应力σ≥250MPa时,试件的寿命随着应力的降低而增大的速度减慢;在236MPa≤σ≤250MPa时,试件的寿命随着应力的降低而增大的速度加快。而且应力寿命双对数曲线趋向于一条直线,对试验数据的处理得到304不锈钢的条件疲劳极限S_f;应变以及应变能都随着加载次数的增加而增加,达到一定程度后都趋于稳定。 (2)在光滑试件上切不同深度的切口,在应力比R=-1时,对称恒幅循环载荷控制下,进行轴向拉压疲劳试验。得到不同切口深度时的S-N曲线,在切口深度变化时S-N曲线有共同的趋势,当应力加大时寿命减小;另外,切口越深,试件的寿命越小,从结果可以看出切口深度与试件寿命成近似线性关系。 (3)对断口进行宏观和微观的分析,对304不锈钢疲劳断裂机理进行研究。通过分析可以得到:载荷越大、切口越深,裂纹源区疲劳源越多,那么断裂的也就越快,疲劳源断口也就越粗糙;载荷越大、切口越深,裂纹扩展区疲劳条纹间距越大、疲劳条纹越粗;载荷大小和切口深度对瞬断区基本形貌有影响,瞬断区一般呈撕裂状。 本文通过实验得到准确的数据,对实验的数据进行整理分析,分析304不锈钢的疲劳断裂特性,为以后工程应用以及结构抗疲劳设计提供数据,减少不必要的经济损失。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG115.57

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【引证文献】
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