尺寸效应对EA4T车轴钢疲劳性能的影响

来源：机械工程学报杂志2025年第16期北京时间：

作者：徐犇, 杨冰, 王栓程, 肖守讷, 阳光武, 朱涛

单位：西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室 成都 610031

摘要：为研究载荷类型和试样尺寸对EA4T车轴钢疲劳性能的影响，首先采用旋转弯曲和轴向拉压两种加载方式，对最小截面直径分别为3 mm、6 mm和10 mm的EA4T车轴钢试样进行了疲劳试验；然后，利用高应力体积和威布尔分布理论分析载荷类型和试样尺寸对疲劳性能的影响；最后，基于应力梯度理论对材料的疲劳极限进行预测。结果表明：在试样最小截面直径相同的情况下，旋转弯曲加载条件下得到的疲劳强度总是大于轴向拉压加载条件下的结果；旋转弯曲加载条件下，疲劳强度随试样最小截面直径增大而减小，但在轴向拉压加载条件下并无该趋势，试样疲劳强度与最小截面直径无明显关联性；尺寸变化引起的应力梯度差异是EA4T车轴钢试样表现出尺寸效应的主要原因；量化了两种载荷类型疲劳极限之间的关系，提出的疲劳极限预测方法对试验数据有良好的拟合效果，可为EA4T车轴钢的疲劳极限预测提供参考。

关键词：尺寸效应,EA4T车轴钢,疲劳强度,高应力体积,应力梯度；

基金资助：国家自然科学基金(52375159)和轨道交通运载系统全国重点实验室自主课题(2025RVL-T14)资助项目