基于毫小薄片试样获取材料应变疲劳性能的测试方法

来源：机械工程学报杂志2018年第10期北京时间：

作者：尹涛, 蔡力勋, 陈辉, 姚迪

单位：1. 西南交通大学力学与工程学院 成都 610031;2. 西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室 成都 610031

摘要：通过现行试验标准难以获取小尺寸的薄片、零部件、薄壁管、焊缝区材料的低周疲劳性能。提出一种基于漏斗薄片毫小试样的应变疲劳试验方法：结合应变能分离函数假设，给出毫小薄片试样获取材料循环应力应变关系的预测模型；借助循环应力应变关系，采用有限元得到毫小薄片试样跨漏斗名义应变幅与漏斗根部真实应变幅之间以及平均应力幅与漏斗根部真实应力幅之间的转换方程，从而给出了基于漏斗薄片小试样的材料代表性体积单元（Representative-volume-element，RVE）疲劳寿命曲线并给出Manson-Coffin寿命模型参数。针对不同材料的有限元验证表明，基于应变能分离函数的材料循环应力应变关系预测模型对不同几何尺寸自相似试样和不同幂律材料均具有良好普适性。完成了316L不锈钢等直圆棒试样和厚度为0.7 mm毫小薄片试样的应变对称变幅低循环试验和多级等幅低循环试验，结果表明，通过新方法预测的薄片材料循环应力应变关系和等直圆棒试样试验结果一致，通过毫小薄片试样获得的疲劳寿命曲线与等直圆棒试样试验结果亦吻合良好。

关键词：毫小薄片试样,疲劳寿命,循环应力应变关系预测模型,应变能分离函数,应变疲劳试验,应力幅应变幅转换方程；

基金资助：国家自然科学基金资助项目（11472228）。