外物损伤对25CrMo4合金车轴钢疲劳性能的影响

摘要

为研究外物损伤(FOD)与25CrMo4钢疲劳性能的关联,采用空气炮装置开展高铁车轴钢试样的FOD模拟试验.首先于试样表面预制FOD缺陷;其次,通过旋转弯曲疲劳试验获得光滑试样和含FOD试样的应力-疲劳寿命(S-N)曲线;同时,基于有限元方法估算不同缺陷试样的应力集中系数,结合Peterson公式预测疲劳缺口系数(FNC)和疲劳极限.研究结果表明:FOD车轴钢试样的疲劳性能明显低于光滑试样,冲击速度越高,疲劳性能越低;其中边缺陷的疲劳缺口系数最大为1.52,面缺陷最小,约为1.14,但疲劳寿命分散性较大;与试验结果相比,仿真模拟和理论计算可获得更低(偏于保守)的疲劳强度估算值.