结构钢的变幅疲劳加载应力幅间交互作用研究.pdf

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1、＿￡￡￡ｉ￡ｌ士学位论＿ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ论文题目：结构钢的变幅疲劳加载应力幅间交互侧研究：＿国内图书分类号：０３４６．２ＴＢ３０２．３密级：公开国际图书分类号：西南交通大学研宄生学位论文结构钢的变幅疲劳加载应力幅间交互作用研究年级二〇一二级姓名梁凌宇申请学位级别工学硕士、固体力学专丨ｋ指导老师王弘教授二零一五年五月七日ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：０３４６．２ＴＢ３０２．３Ｕ．Ｄ．Ｃ：ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａ

2、ｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＳＴＵＤＹＯＮＦＡＴＩＧＵＥＰＲＯＰＥＲＴＹＯＦＳＴＲＵＣＴＵＲＡＬＳＴＥＥＬＵＮＤＥＲＶＡＲＩＡＢＬＥＡＭＰＬＩＴＵＤＥＬＯＡＤＩＮＧＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＬｉａｎＬｉｎｕｇｇｙＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｇｐｐＳｅｃｉａｌｔ：ＳｏｌｉｄＭｅｃｈａｎｉｃｓｐｙＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＷａｎＨｏｎｐｇｇＭａ．７２０１５ｙ，西南交通大学学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文

3、的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。，允许论文被查阅和借阅本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密口，在年解密后适用本授权书；２．不保密＾／，使用本授权书。“＂（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：￥指导老师签名：＇－０１５ｙｉＺ．曰期：曰期：ｉ西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：（１）通过对合金钢疲劳极限的估算及现有规范设计适合在

4、常规疲劳试验机上进行，同时对该试样进行有限元分析并与理论推导结果的对比分析试验的试样，验证试验过程中试样未出现失稳的现象，确保疲劳试验的顺利进行与试验数据的准确。４７－（２）通过恒幅疲劳试验，获取５０ＣｒＶＡ钢在１０１０周次间范围内的疲劳寿命试验数据，建立该材料的曲线，并釆用升降法测算材料的疲劳极限。（３）采用二级加载的方式进行变幅疲劳试验。通过对现象的分析，探寻不同应力幅值之间的交互作用规律。（４）结合试验数据，通过宏观试验与微观观察分析相结合的方式，从微观机理上探寻应力幅间交互作用产生的原因。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导

5、师指导下独立进行研宄工作所得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研宄成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。‘ｔ学位论文作者签名：賴气＇曰期０＾－＾＾：１１＾西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要近年来，随着工程结构运转速度的提高，服役寿命的延长，疲劳问题逐渐引起人们的注意。与此同时伴随着结构钢在低应力的循环加载的频率升高，低应力幅值（低于疲劳极限应力幅值）对材料的疲劳性能的影响越来越受到人们的重视。

6、但由于当时的实验技术和理论基础的限制，人们对于高速低幅工况下金属结构的疲劳性能的变化研究得很有限，大多数材料的疲劳性能的研究都是基于恒幅加载的条件下开展的，变幅载荷下的疲劳性能研宄涉及较少。事实上变幅加载广泛存在于金属材料构件的工况，开展关于金属在变幅加载的疲劳性能变化规律研究是十分有必要的中。因此。当前，伴随程控疲劳试验机在检测领域的应用以及新的检测技术的拓展，金属的疲劳试验得到长足的发展，研究金属变幅疲劳的设备、试验条件均己成熟。通过这方面的研究能够更全面的揭示材料疲劳损伤与断裂的物理本质，对低载高速服役条件下工作结构的疲劳预估理论和寿命预

7、测理论的建立有着重要意义。本文在参考国内外变幅疲劳试验经验的基础上，根据工程实际应用，设计试验方案，开展结构钢５０ＣｒＶＡ变幅疲劳试验，探索了小载荷强化作用使其疲劳寿命发生变化的规律，研究成果如下：本文在参考金属材料高频疲劳试验试样设计方法的基础上，设计适合高强度钢试验要求的试样形状与尺寸，并使用有限元软件ＡＮＳＹＳ进行仿真模拟，同时结合最小截＝－面等截面法、当量长度法的理论解对比分析，验证试样能承受应力比７？１的应力幅加载而不产生屈曲，并讨论了试验数据受加工误差影响的情况。