LY12CZ铝合金多轴拉扭复合疲劳损伤实验研究

"LY12CZ铝合金拉扭复合载荷下疲劳损伤律实验研究" 本文主要探讨了LY12CZ铝合金在拉扭复合载荷下的疲劳损伤规律，特别是针对两级变幅载荷下的疲劳累积损伤现象进行了实验研究。研究人员张大川和王英玉在南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室进行了这项工作。 实验中，他们使用了LY12CZ铝合金薄壁圆管试样，并施加了多种路径的两级变幅载荷，包括高-低和低-高顺序的作用。通过对不同路径的疲劳实验，如90°非比例圆路径、45°非比例椭圆路径和45°比例路径，研究了各级载荷的疲劳累积损伤规律，以及第一级载荷作用时间对总疲劳寿命的影响。 实验结果显示，在多轴拉扭复合加载情况下，疲劳损伤的累积表现出非线性特征。这意味着损伤的程度不仅与载荷的大小有关，还与载荷作用的时间长短密切相关。此外，第一级载荷的作用时间直接影响了试件的总疲劳寿命。例如，如果第一级载荷作用时间较长，可能会导致试件在第二级载荷作用前就已经积累了较高的损伤，从而缩短了总的疲劳寿命。 文章中提到了疲劳损伤的基本理论，即存在“损伤等效状态”，意味着不同级别的循环应力作用次数可以互相等效，只要它们造成的损伤相等。在单轴载荷下，通常在较低损伤水平时，先由低载荷作用，然后由高载荷作用的材料会更快破坏；反之，先由高载荷作用，后由低载荷作用的材料会在较高损伤水平时破坏。然而，在多轴载荷环境下，由于应变主轴的旋转会激活更多的滑移系，使得损伤机制变得更加复杂，因此需要更深入的研究。 实验结果对于理解多轴随机载荷下的疲劳损伤具有重要意义，特别是在航空和航天领域，因为这些材料经常受到复杂的拉扭复合载荷。研究这类问题有助于提高结构设计的可靠性和耐久性，减少因疲劳失效引发的安全风险。 关键词：两级循环载荷，疲劳损伤，载荷顺序，滞后环 这项研究为多轴疲劳损伤的评估提供了新的实验数据和理论依据，对于工程应用中的材料性能预测和寿命评估具有实际指导价值。未来的研究可以进一步扩展到其他材料和更复杂的载荷条件，以深化对多轴疲劳损伤机理的理解。