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如何描述da/dN-ΔK曲线的公式?

时间:2023-08-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:) 由于疲劳裂纹扩展机理复杂,影响因素很多,至今没有公认的理论解析式来描述da/dN和ΔK等参量之间的关系,主要是靠经验公式。目前已发展出十多种经验公式来描述da/dN-ΔK曲线,主要包括Paris公式、Walker公式和Forman公式等。Paris公式da/dN=C(ΔK)n 式中 C、n——由试验确定的材料常数。Forman公式适合描述稳定扩展阶段和快速扩展阶段的裂纹扩展特性,同时也考虑了不同R对da/dN的影响,因而也得到了广泛使用。

如何描述da/dN-ΔK曲线的公式?

线弹性断裂力学认为,疲劳裂纹扩展速率da/dN应力强度因子范围ΔK的函数,考虑到da/dN还与应力比R等有关,则有

da/dN=f(ΔKR,…) (14-5)

由于疲劳裂纹扩展机理复杂,影响因素很多,至今没有公认的理论解析式来描述da/dN和ΔK等参量之间的关系,主要是靠经验公式。目前已发展出十多种经验公式来描述da/dNK曲线,主要包括Paris公式、Walker公式和Forman公式等。

(1)Paris公式

da/dN=C(ΔKn (14-6)

式中 Cn——由试验确定的材料常数。

Paris公式描述了给定R时裂纹稳定扩展阶段(如图14-9所示的B区)的疲劳裂纹扩展特性,简单实用,因此得到了广泛应用。但其仅适合在稳定扩展区使用,否则将会引起寿命预测的显著误差。

(2)Walker公式

978-7-111-58451-3-Part03-182.jpg(www.xing528.com)

式中 CnM1M2——由试验确定的材料常数。

Walker公式同样适合于描述裂纹稳定扩展阶段的裂纹扩展特性,并考虑了不同R对da/dN的影响,因而适用面较广,常用于谱载作用下的寿命预测。

(3)Forman公式

978-7-111-58451-3-Part03-183.jpg

式中 Cn——由试验确定的材料常数;

Kc——材料和厚度确定后的平面应力断裂韧度。

Forman公式适合描述稳定扩展阶段和快速扩展阶段的裂纹扩展特性,同时也考虑了不同R对da/dN的影响,因而也得到了广泛使用。

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