含缺陷压铸AlSi9Cu3合金疲劳寿命的计算

摘要

研究压铸铝合金AlSi9Cu3基体中铸造缺陷和疲劳寿命的关系有望实现铝合金疲劳寿命的预测，具有较大的工程实用价值。采用Paris公式可以对含缺陷铝合金的疲劳寿命进行计算。然而在现有报道中，缺陷类型对合金疲劳寿命的影响被忽略，导致计算的准确性降低。本文在对含缺陷压铸AlSi9Cu3铝合金试样的疲劳寿命测试的基础上，通过引入缺陷类型的几何因子对Paris公式进行修正，提高了其计算精度。首先，通过对试样进行疲劳实验和断口分析，明确了合金中主要包括3种裂纹：穿透裂纹、表面裂纹和角裂纹。其次，采用公式计算得到穿透裂纹、表面裂纹和角裂纹的平均几何因子分别为1．421，0．814和0．947，其中穿透裂纹对疲劳寿命的影响最大。在此基础上，采用Paris-Erdogan公式对铝合金的疲劳寿命进行了计算，计算疲劳寿命与实验疲劳寿命结果相吻合，计算误差在一倍以内，证实了假设的合理性和计算的可行性。该计算可以在实际应用中为含缺陷铝合金寿命的预测提供重要的理论基础和实际参考。