| TC4-DT焊接接头Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展实验及模拟研究 |
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| 作者姓名： | 刘小刚 朱笑林 郭海丁 |
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| 作者单位： | 南京航空航天大学 能源与动力学院 江苏省航空动力系统重点实验室,南京 210016,南京航空航天大学 能源与动力学院 江苏省航空动力系统重点实验室,南京 210016,南京航空航天大学 能源与动力学院 江苏省航空动力系统重点实验室,南京 210016 |
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| 基金项目： | 中央高校基本科研业务费;航空科学基金 |
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| 摘 要： | 拉剪复合载荷作用下,构件中的裂纹呈现复杂的Ⅰ-Ⅱ复合型扩展模式,研究其扩展规律对准确评估构件疲劳寿命具有重要意义。针对TC4-DT钛合金电子束焊接头Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展规律开展研究,设计并加工紧凑拉伸剪切(CTS)试样,通过开展不同加载角度下接头试样的疲劳裂纹扩展实验,得到接头Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的a-N曲线及疲劳裂纹扩展路径。在上述基础上引入Ⅰ-Ⅱ复合型等效应力强度因子并结合Paris公式建立TC4-DT电子束焊接头Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展速率方程。采用扩展有限元法(XFEM)对复合型疲劳裂纹扩展过程进行数值模拟研究,得到不同加载角度下的扩展规律,并与实验结果进行比较。结果表明:不同加载角度下Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹开裂角模拟值与实验结果误差均在10%以内,并且扩展路径均与实验结果吻合;XFEM能够有效预测复合型疲劳裂纹扩展路径。
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| 关 键 词： | TC4-DT钛合金 I-II复合型疲劳裂纹 裂纹扩展路径 CTS试样 扩展有限元 |
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