热-机械载荷下H13钢力学响应行为实验和数值分析

摘要

cqvip:采用MTS热-机械疲劳测试系统,同时建立电-磁-热-力多物理场耦合数值模型,研究了H13钢在200~600℃范围,对称拉、压机械应变(0.7%和0.9%)控制下同相位(In-phase,IP)和反相位(Out-of-phase,OP)应力-应变响应行为。另外,基于实验和模拟数据,结合寿命预测模型对H13钢进行了寿命预测。结果表明H13钢在准稳定热-机械循环阶段,随着循环次数的增加,最大拉、压应力不断降低;热-机械循环高温半周相较于低温半周会产生更大的非弹性应变;以同相位机械应变为0.7%模拟数据为例,在最大拉、压机械应变下,应力最值分别为598 MPa和-1148 MPa;H13钢在机械应变为0.7%时,同相位和反相位的实测疲劳寿命(周)分别为287和266,机械应变为0.9%时疲劳寿命分别为207和189;依据实验和模拟数据,结合Ostergren模型得出了预测寿命,并与实测寿命进行比较分析。