7050铝合金Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹研究

为研究7050铝合金在Ⅰ-Ⅱ型复合加载下疲劳裂纹扩展规律,在Amsler HFP5000高频试验机上利用Richard加载装置,完成紧凑拉剪(CTS)试样疲劳裂纹扩展试验,利用有限元对Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹进行数值模拟,采用APDL命令流计算不同裂纹长度的应力强度因子,并引入最大周向应力准则计算裂纹扩展角,用有限元计算等效应力强度因子,并绘制不同加载角下的疲劳裂纹扩展速率曲线,在扫描电镜下观察裂纹扩展断口,分析断口形貌。研究结果表明:有限元数值模拟预测Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹扩展角与试验值基本一致;引入当量应力强度因子后不同加载角下的I-Ⅱ型裂纹扩展速率曲线与Ⅰ裂纹的曲线基本重合;扫描电镜下疲劳断口为准解理断裂,断口的粗糙度与加载角有关,加载角越小,断口表面越粗糙。