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低周疲劳和极低周疲劳的统一表达式及其对单调加载的意义

http://dx.doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2008.03.004

众所周知,经验曼森-柯芬定律倾向于过度预测下的循环寿命
极低循环疲劳状态。本文提出了一种新的统一表达式
克服这个缺点。通过引入指数函数,这个新表达式是可行的
从极低周疲劳到低周疲劳的整个跨度的循环寿命
带有额外的材料参数来校准。实验数据来自现有文献
用于证明所提出的表达式对几种多晶金属的适用性。
讨论了新表达式对单调塑性断裂的意义。它也被识别出来
统一表达式中的指数对温度敏感。给出的例子
热对材料常数的影响。
关键词:损伤累积;损伤塑性理论;低周疲劳;极低周期
疲劳;韧性断裂。

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评论

smpatil的照片

有没有一篇论文是关于材料在循环载荷情况下的刚度降低的,这样的工作只有纯理论基础。

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极低循环疲劳状态意味着很少循环?应用是什么呢?

迈克,是的,你是对的,所谓的“极低循环疲劳”或有时被称为“超低循环疲劳”是指那些在材料断裂之前恢复很少次的载荷条件,通常少于20个循环。这是一个狭窄的区域,在这里可以观察到相当数量的塑性
每个周期-它介于简单的单冲程测试和低周期之间
在每个循环中塑性很小的疲劳。

在现实生活中,这通常意味着对于延展性金属来说,你必须将材料加载到高于1%应变的地方。将黄铜茶勺柄弯曲几次,你可以看到局部变形,然后断裂。在地震中,你可能还会观察到由于只有几个循环的反向加载而导致的灾难性失效。它只是测量疲劳寿命的循环次数。找一种韧性较差的材料,如果它在低循环疲劳范围内失效(比如20-1000次循环),它可能只在极低循环范围内断裂。对建模者来说,这可能意味着简单的曼森-科芬定律不成立,单笔失败或多或少地起作用。通常,这意味着,当生命周期减少时,对数-对数图会向原点弯曲。

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看你的身材,你似乎有点偏离幂律。它可能只是一个从静态价值到幂律制度的过渡。你把这种转变叫做交叉,很容易推导出经验方程。

例如,如果你有一个1/4循环的疲劳极限,或者松散地说,0个循环,这是sigma_lim,你有一个大a的疲劳阈值,你可以推导一个El Haddad类型的sigma平方根(a+a0) = DK_th的方程。其中a0由sigma_lim√(a0) = DK_th定义。

在您的情况下,您可以为循环数N0确定一个转换,并对N

Mike,我们的目标是用一个简单的关系将单冲程与反向加载案例联系起来,正如我所看到的,在曼森-科芬定律扩展到单冲程骨折之间存在差距,而不是将寿命曲线分成几个部分,并说每个部分都受这样或那样的定律控制。这就是我在论文中所做的。我对这种关系很满意,因为它只引入了一个额外的参数来拟合曲线。当然,其他关系也是可能的。

但是我认为你在这里混合了裂缝的推进和断裂的开始。这里我不关心裂缝长度。

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Michele Ciavarella,意大利巴里理工大学,校长代表。
http://poliba.academia.edu/micheleciavarella

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Michele Ciavarella,意大利巴里理工大学,校长代表。
http://poliba.academia.edu/micheleciavarella

这取决于你如何加载它。理想情况下,一个完美的循环用于这些测试。

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如果一种材料具有极限应变,即塑性耗尽,那么就会从静态极限过渡到疲劳状态。Coffin-Manson只是一个简化的幂律方程,它的背后没有基础物理学。幂律在物理学中经常出现,但有时出于非常隐蔽的原因。它们是基本的唯一情况是Barenblatt所说的“完全自相似”,当白金汉定理主导问题时,你可以从简单的量纲分析中提取幂。棺材-曼森案并非如此,因此我并不感到惊讶。你可能会发现阅读巴黎法律的相关问题很有用,在

一个,没有一个,一个十万裂纹扩展定律:疲劳裂纹扩展的广义Barenblatt和Botvina量纲分析方法原创研究文章
固体力学与物理杂志56卷,第12期2008年12月3416 - 3432页

米歇尔Ciavarella,马可Paggi,阿尔贝托·卡平特里

希望这能有所帮助。迈克

曼森-柯芬关系是循环塑性载荷引起断裂的经验关系。它是如此简单和有用。你不能要求太多。事实上,大量的关系是现象学的(或源自某种现象学模型)——它是关于描述的——因此是有用的。基尔霍夫也有类似的东西可能比我说得更好。我记不清他在信中说了些什么。

谢谢你推荐这篇论文,我对它很感兴趣,希望我能抽出时间来阅读它。

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http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1460-2695.1994.tb00801.x/abstract

循环塑性应变对延性金属断裂寿命的重新评价

  1. a·卡普尔__

文章首次在线发布:2007年4月2日

DOI: 10.1111 / j.1460-2695.1994.tb00801.x

工程材料与结构的疲劳与断裂“,

工程材料与结构的疲劳与断裂“,

体积17问题2201 - 219页1994年2月

如何引用作者信息出版的历史

  • __

    现就职于英国莱斯特LE1 7RH莱斯特大学工程系

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抽象——对试样进行了实验,使其承受类似于材料在滚动/滑动接触中亚表面元素所经历的应变循环。据观察,如果应变循环是闭合的,那么失效将由低周疲劳发生,而Coffin-Manson关系可用于预测失效的循环次数。然而,如果应变循环是开放的,从而使材料累积单向塑性应变(这种情况称为“棘轮”),则可能发生另一种类型的破坏,称为棘轮破坏。它发生在总累积塑性应变达到临界值时,该临界值与单调拉伸试验中的破坏应变相当。在这种情况下,失效的循环次数可以通过将临界应变除以每个循环的棘轮应变来估计。这表明低周疲劳和棘轮是独立和竞争的机制,因此失败发生的任何一个对应较短的寿命。对文献中报告的单轴和双轴试验结果进行了重新评价,这些结果与铜双轴试验的新数据一致。

迈克,再次感谢你推荐论文。我相信在这个话题上有很多精彩的论文,我希望我有时间深入研究它们。当时间来临时,我将研究他们。

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