拉压负载下各种碳钢的疲劳寿命简便预测方法研究

对多种碳素钢在拉伸压缩和旋转弯曲负载下的微小裂纹扩展速率进行了研究。这些材料在两种负载条件下裂纹扩展速率可以用ｄｌ／ｄＮ＝Ｃ′εｎ′ｐｌ统一地表示，同时讨论了裂纹扩展速率表达式中常数Ｃ′、ｎ′与材料静抗拉强度σｂ间的相关性。运用这些研究结果，提出仅用材料静抗拉强度σｂ值在拉压负载条件下就可以预测相应材料疲劳寿命的简单方法。最后与日本金属材料研究所公布的多种碳素钢疲劳试验结果和国内一些疲劳试验结果进行了比较，两者吻合良好。

载荷形式对疲劳寿命预测方法的影响

用力学分析方法解析了多种载荷条件下试件断面上各点应力分布规律，并根据这个分布规律由现有的大量旋转弯曲疲劳寿命实验数据推算同样材料的其他载荷形式下的疲劳寿命。同时，在旋转弯曲载荷条件下，通过建立试件表面应力应变与名义应力应变关系式，如果得出在单向拉压圆形试件名义应力与旋转弯曲圆形试件表面应力相等时，通过试件断面上的应力梯度值和材料的静拉伸强度值，可以简便地预测出材料任何尺寸大小、一定应力水平下的疲劳寿命；也可以由已知载荷形式下的疲劳寿命数据预测其他载荷形式下的疲劳寿命。预测结果与实验结果基本吻合。

循环应力应变关系对碳素钢疲劳寿命预测的影响

通过试验对拉压载荷下材料的循环应力应变关系进行测试 ,建立了表达式 σ=kεpm中常数 k、m与材料的静抗拉强度间的经验式 ,并用该方程式可以直接由材料的静抗拉强度比较简便地预测材料的疲劳强度。最后与国外常用的拉压状态下的应力应变经验式 σ=1 .73σbεp0 .1 6进行了比较 ;

平面弯曲载荷作用下试件断面形状对疲劳寿命预测的影响

试图用应力—应变幅值关系式预测材料在平面弯曲负载条件下，不同断面形状试件的疲劳寿命。该关系式σ＝１．７３σｂεｐ０．１６为循环轴向拉压碳素结构钢的经验关系式［１］。由于平面弯曲负载下试件断面存在应力梯度，而拉压负载时试件断面无应力梯度变化，两负载下相同试件断面有相同的表面真应力σＲ，用力学方法可以推导平面弯曲负载条件下不同断面形状试件表面真应力σＲ和名义应力σ的关系，并换算出该名义应力同试件表面应变的关系，最后用这一关系预测了不同试件断面形状的疲劳寿命。