铝合金焊接接头在过载下疲劳裂纹扩展行为和机制研究
徐连勇1
赵雷1
黄金超1
孙全伟2
梁文洲3
1.天津大学 材料科学与工程学院,天津 300350;高性能轧辊材料与复合成形全国重点实验室,天津 300350;天津市现代连接技术重点实验室,天津 3003502.南通中集能源装备有限公司,南通 2260003.中海油研究总院有限责任公司,北京 100020
摘要：高速列车转向架不同部位常采用不同强度铝合金材料进行设计,且采用焊接方式连接不同部件.当高速列车行驶在复杂路况时,转向架将承受拉伸过载作用,该拉伸过载会与焊接接头强度差异产生耦合叠加作用.因此,对转向架焊接结构件进行拉伸过载试验,研究拉伸过载作用下不同强度铝合金焊接接头的疲劳裂纹扩展行为和内在机制.采用柔度法测量拉伸过载作用下的裂纹扩展速率;用数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)技术分析了拉伸过载施加前后裂纹尖端塑性区的尺寸变化规律;采用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)观测了不同铝合金拉伸过载作用区域的断口形貌特征,用裂纹尖端塑性区尺寸变化和对应断口形貌特征解释了拉伸过载作用下的裂纹扩展行为和内在机制.结果表明,单次拉伸过载能降低疲劳裂纹扩展速率,延长疲劳寿命.分析结果表明,拉伸过载过程增大裂纹尖端塑性区,并钝化裂纹尖端,从而使疲劳裂纹扩展速率降低.材料强度越低,相同拉伸过载作用下,裂纹尖端变形越严重,迟滞效应越明显.焊接接头在拉伸过载作用下与母材试验结果保持一致,迟滞效应的强弱只取决于材料本身强度.
关键词：拉伸过载机械强度疲劳裂纹扩展速率裂纹尖端焊接接头
分类号：O346.1(固体力学)
论文发表日期：2025-09-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 62-71 )
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