Q235钢低周疲劳：表面三维形貌参数演变研究

"Q235钢试样低周疲劳过程表面三维形貌参数演化规律研究" 该研究深入探讨了Q235钢在低周疲劳过程中的表面三维形貌变化规律，这对于理解材料疲劳性能、预测疲劳寿命以及优化结构设计具有重要意义。Q235钢是一种广泛应用的普通碳素结构钢，其在承受反复载荷时容易发生低周疲劳，导致材料性能退化和结构失效。 研究采用3D轮廓仪这一精密测量工具，收集了在相同加载条件下，经历不同循环次数的Q235钢试样表面的高度信息。通过这些数据，研究人员能够详细描述试样表面的三维形貌，并计算出一系列关键的粗糙度参数，包括二维粗糙度参数Ra，以及三维粗糙度参数Sa、Vvc和Sal。 二维粗糙度参数Ra是衡量表面微观不平度平均高度的标准，而三维粗糙度参数如Sa则反映了表面在三维空间内的平均不平度。Vvc代表体积非均匀性系数，用于评估表面微小峰谷的体积分布，Sal则是平均局部高度，反映了表面微观结构的局部起伏程度。 实验结果显示，随着疲劳循环次数的增加，试样的二维粗糙度Ra以及三维粗糙度参数Sa、Vvc和Sal均呈现上升趋势。在疲劳的初期和断裂阶段，这些参数的增长速率较快，而在疲劳过程的中期，增长速度趋于平缓。这种演变规律暗示了材料表面形貌在疲劳过程中的演变模式，对疲劳裂纹的萌生和扩展有直接影响。 该研究的发现为后续的形貌相关疲劳寿命评估提供了理论依据和技术支持。通过分析表面形貌参数的变化，可以更准确地预测材料的疲劳寿命，从而在工程设计中采取相应的预防措施，提高结构的安全性和可靠性。此外，这些研究成果对于材料科学、机械工程、航空航天等领域都具有重要的参考价值，有助于推动相关领域的技术进步。 关键词：Q235钢；低周疲劳；表面形貌；粗糙度 中图分类号：TH140.7 文献标识码：A