缺口件的疲劳行为

摘要

为了分析缺口试样几何结构及其尺寸变化下的疲劳行为,对Q235钢、45#钢试样(Kt=2,Kt=3)进行拉伸疲劳寿命试验。试验过程显示:试样缺口的几何形状几乎不影响疲劳寿命,而缺口根部的应力场和高应力区域内局部尺寸是2个重要影响因素,试样尺寸越大处于高应力区域内局部尺寸越大,相应的应力梯度越小,疲劳寿命越低;位于缺口高应力区域厚度方向尺寸存在一临界值,大于该值时疲劳寿命下降较快,文中定义厚度效应。试验结果表明:在保持表面质量、缺口应力集中系数和均布载荷相同的情况下,比例试样缺口应力场中的均匀应力(厚度尺寸L方向)和非均匀应力(应力梯度G-方向)是尺寸变化过程中疲劳寿命下降的2个主导因素,它们共同影响疲劳寿命,进行零件的抗疲劳设计须考虑两者的联合作用,为后续的尺寸系数计算提供理论依据。