R比值与温度对用于公式化描述疲劳裂纹扩展速率曲线的一种新型指数方法系数的影响

《Metals》：Influence of the R-Ratio and the Temperature on the Coefficients of a Novel Exponential Approach for the Formulaic Description of Fatigue Crack Growth Rate Curves

　　

摘要

研究由压接接头引起的金属板裂纹扩展情况，是预测机械连接结构使用寿命的重要环节。压接技术能够实现不同材料的连接。在此背景下，一项关键任务是在考虑不同载荷与环境条件的前提下，对压接接头附近的裂纹扩展进行模拟。这需要为所用材料建立疲劳裂纹扩展速率曲线的公式化描述。为此，人们通过实验确定了不同R-值和温度条件下的疲劳裂纹扩展速率曲线。通常，帕德博恩大学应用力学研究所（FAM）开发的新型双参数指数法可以很好地描述这些疲劳裂纹扩展速率曲线，仅需三个参数即可。以常用于压接接头的HCT590X材料为例，展示了这些参数如何随R-值和温度变化而变化。此外，在高裂纹扩展速率情况下，无论在低温还是高温环境下，疲劳裂纹扩展速率曲线都可能出现显著上升现象。为了解释这一特征，可将双参数指数法扩展为三参数模型。