表面缺口试件局部应变评估与疲劳寿命预测
丁明超1
边曙光1
才龙2
黄嘉兴1
杨利坡1
王黎明3
1.燕山大学 机械工程学院,秦皇岛 0660042.秦皇岛优益重工科技有限公司,秦皇岛 0662003.中国铁路沈阳局集团有限公司山海关维修段,秦皇岛 066200
摘要：[目的]Neuber准则和等效应变能密度(Equivalent Strain Energy Density,ESED)准则是目前评估缺口应变、开展疲劳寿命预测的基础理论,但鲜见关于缺口根部剩余厚度对表面缺口试件疲劳寿命预测结果的影响的研究报道.优化缺口试件疲劳寿命预测精度,对TC4钛合金表面缺口试件的疲劳寿命评估至关重要.[方法]首先,设计缺口位于基体表面的TC4钛合金表面缺口试件,并对其开展疲劳试验,得到疲劳寿命的试验值;其次,分别采用Neuber准则和ESED准则,计算缺口处的应变,结合Manson-Coffin公式开展疲劳寿命预测,并检验基于上述2种准则的疲劳寿命预测精度;最后,对ESED准则进行修正,并对基于修正的ESED准则的疲劳寿命预测结果的精度进行分析.[结果]基于Neuber准则的疲劳寿命预测结果整体分布在2倍离散带以内,未出现过于保守的预测现象,且随着缺口宽度的增大,预测结果由偏安全至偏危险;基于未修正的ESED准则的疲劳寿命预测结果均分布于8倍离散带以外,且存在明显的过大预测问题;缺口根部剩余厚度与曲率半径之比与疲劳寿命试验值之间存在较强的相关性,基于该规律提出的修正ESED准则的疲劳寿命预测结果主要分布在2倍离散带以内,且预测整体偏于安全,预测精度与可靠性得到明显提高.
关键词：Neuber准则ESED准则表面缺口有限剩余厚度疲劳寿命预测
分类号：TB31(工程材料学)TB125(工程基础科学)TH186(机械工厂（车间）)
论文发表日期：2026-05-31
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：8( 22-29 )
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