引入应变循环损伤的材料裂纹扩展行为预测模型

陈龙　蔡力勋　姚迪

摘要：根据循环载荷下的裂尖循环弹塑性应力应变场分析，结合Manson-Coffin经验关系，定义了基于循环塑性区内材料塑性应变幅值的单位平均损伤；根据Miner疲劳线性累积损伤理论，以裂尖扩展方向的循环塑性区尺寸为裂纹裂尖的单位扩展量，提出了基于低周疲劳损伤预测I型裂纹扩展速率的新预测模型，新模型中给出的参数均有明确的物理意义，不需要人为调试，Cr2Ni2MoV和X12CrMoWVNbN 10-1-1两种转子材料的低周疲劳试验结果表明，新模型对这两种材料裂纹扩展速率的预测结果与试验结果吻合良好，利用相关文献中提供的6种材料的低周疲劳性能数据，进一步验证了新模型用于裂纹扩展速率预测的良好适用性。