材料因素对金属疲劳裂纹扩展的影响

摘要

先进工艺和材料的发展往往突破了经典断裂力学理论中的宏观均匀各向同性材料假设,使得当前主要关注裂尖力学参数,仅以试验数据拟合参数来考虑材料因素影响的金属材料疲劳裂纹扩展分析方法难以适用。本文首先基于课题组近年来在金属材料疲劳裂纹扩展方面的研究,对材料因素导致的特殊疲劳裂纹扩展行为进行介绍,并对其机理进行分析和总结;然后,对当前疲劳裂纹扩展分析方法的逻辑思路进行分析,并指出相关研究的主要落脚点在于合理有效地考虑力学因素和材料因素的影响;最后,主要针对疲劳裂纹路径偏折的预测方法进行讨论,提出了一种疲劳裂纹扩展的净驱动力概念模型。本文的分析讨论有助于从力学因素与材料因素交互作用的角度来看待金属疲劳裂纹扩展问题,所得结论能够为先进工艺金属材料的疲劳裂纹扩展分析及相应结构的损伤容限分析评估提供指导。