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Updated: Jan 18, 2026

Ultrasonic Fatigue Testing in the Tension-Compression Mode
Published on: March 7, 2018
在Ti-6Al-4V合金中双线低循环疲劳的起源:晶体可塑性研究
Haifeng Xu1, Dianxi Yang1, Wei Li1
1College of Mechanical Science and Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China.
在Ti-6Al-4V中,双线低循环疲劳 (LCF) 行为的起源是能量消耗效率的转变,由塑料菌株异质性控制. 这种过渡决定了损伤是否集中在少数颗粒或广泛分布,影响裂的开始和疲劳寿命.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 计算力学 计算力学 计算力学
背景情况:
- 像Ti-6Al-4V这样的金属材料的低循环疲劳 (LCF) 行为对于结构完整性至关重要.
- 在Ti-6Al-4V中观察到LCF曲线的双线性,但其基本起源仍在争论中.
- 了解LCF机制对于在苛刻的应用中设计耐用元件至关重要.
研究的目的:
- 解决Ti-6Al-4V中双线低循环疲劳 (LCF) 行为的起源.
- 建立一个量化,基于机制的框架来预测LCF.
- 将宏观疲劳行为与微观能量消耗和损害进化联系起来.
主要方法:
- 使用了高保真度合相场有限元方法 (CPFEM) 和扩展有限元方法 (XFEM) 框架.
- 使用变化系数 (CV) 量化塑料菌株异质性.
- 分析了能量消耗效率的演变及其与损伤模式的相关性.
主要成果:
- 确定了能量消散效率的根本性转变是双线LCF行为的起源.
- 证明了塑料菌株异质性 (CV) 控制了这种能量效率.
- 展示了在低压力下从高效的局部损伤 (单裂纹) 过渡到高压力下低效的分布式损伤 (多位点裂纹).
结论:
- 双线C-M曲线是局部和分布式能量消散模式之间的过渡的宏观特征.
- 该研究提供了一个定量框架,将塑料菌株异质性与疲劳寿命和故障机制联系起来.
- 这项研究为了解和预测先进金属材料复杂的疲劳行为提供了新的视角.
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